Los astrónomos del Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA han encontrado pruebas de un chorro de partículas procedente de un agujero negro supermasivo en el universo primitivo.
La fuente del chorro de rayos X es un cuásar, o un agujero negro supermasivo de rápido crecimiento, denominado PSO J352.4034-15.3373 o PJ352-15.
El cuásar se encuentra en el centro de una galaxia joven y es uno de los dos cuásares más potentes descubiertos en ondas de radio en los primeros mil millones de años después del big bang, según un comunicado del martes.
A escala, PJ352-15 es unas mil millones de veces más masivo que el Sol.
Si se confirma este chorro de partículas, sería el agujero negro supermasivo más lejano -en una galaxia a unos 12.700 millones de años luz de la Tierra- con un chorro detectado en rayos X.
Para los científicos, este chorro podría ayudar a comprender cómo se formaron y crecieron los mayores agujeros negros en los primeros tiempos de la historia del universo.
Los científicos observaron de cerca a PJ352-15 durante un periodo de tres días utilizando el telescopio Chandra, con sede en Massachusetts, para detectar la evidencia del chorro de rayos X y la emisión de rayos X se localizó a unos 160.000 años luz del cuásar.
PJ352-15 bate el récord, ya que se encuentra a unos 300 millones de años-luz más lejos que el chorro de rayos X más lejano registrado anteriormente.
Observatorio de Rayos X Chandra
Además, el chorro de partículas más largo que se había observado anteriormente en los primeros mil millones de años después del big bang sólo tenía una longitud de unos 5.000 años luz, en comparación con PJ352-15.
Chandra observó la luz emitida cuando el universo tenía sólo 0,98 mil millones de años y la intensidad de la radiación de fondo era mucho mayor que la actual.
Los electrones del chorro que se alejan del agujero negro chocan con los fotones que componen la radiación y energizan los fotones en el rango de los rayos X, lo que aumenta el brillo del chorro de rayos X y permite a Chandra captarlo.
Thomas Connor, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California, dirigió el estudio.
En una serie de tweets, Connor dijo el martes que él y su equipo observaron el cuásar durante tres días completos, y en una entrada de blog del lunes, destacó cómo muchas de las preguntas fundamentales de la astronomía se relacionan con la forma en que se ensambló el universo tal como lo observamos.
“La última década ha sido una absoluta fiebre de descubrimientos de agujeros negros vistos en los primeros mil millones de años del universo, con cada nuevo hallazgo empujando los límites de lo que creíamos posible”, dijo a Fox News el miércoles. “En particular, estamos descubriendo más agujeros negros masivos en las primeras etapas del universo que nunca, y esto es un poco un desafío: ¿cómo crecen a tales tamaños en tan poco tiempo?”
Aunque los chorros se han propuesto como una forma de acelerar el crecimiento de los agujeros negros, los únicos chorros vistos anteriormente han sido relativamente pequeños, lo que sugiere que son cósmicamente jóvenes.
Resultados
“Nuestros resultados muestran que estos chorros pueden persistir durante un millón de años, tiempo durante el cual pueden actuar para acelerar el crecimiento de los agujeros negros. Y la detección de estos chorros en rayos X -en contraposición a las frecuencias de radio- significa que puede haber muchos más de estos chorros extendidos por ahí, pero simplemente no los hemos buscado todavía”, explicó. “En resumen, nuestros nuevos resultados muestran que las observaciones en rayos X pueden ser la clave para resolver el reto del crecimiento de los agujeros negros tempranos”.
El proceso para llegar a esta conclusión, dijo, fue arduo.
“El agujero negro fue señalado por primera vez para su observación hace casi 10 años, antes de que supiéramos siquiera qué era. En septiembre de 2017 finalmente medimos su corrimiento al rojo, encontrando que estaba en los primeros mil millones de años del universo. Esto, entonces, nos llevó a proponer observaciones con Chandra en marzo de 2018; la comunidad pensó muy bien en nuestra ciencia, y las observaciones se llevaron a cabo en agosto y septiembre de 2019”, recordó Connor.
“Trabajar en estos resultados fue particularmente desafiante durante la pandemia, con miembros del equipo en seis países distintos. Pero esa colaboración fue crucial, ya que discutimos cómo garantizar que nuestros resultados fueran sólidos y las implicaciones generales de nuestros hallazgos”, dijo. NASA detecta un chorro de partículas
Un artículo que describe los resultados de Connor ha sido aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal. NASA detecta un chorro de partículas
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