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Un agujero negro supermasivo que no debería existir
Robin Dienel (Cortesía de la Institución Carnegie para la Ciencia)
Un equipo de astrónomos, incluidos dos del MIT, ha detectado el agujero negro supermasivo más distante jamás observado. El agujero negro se encuentra en el centro de un cuásar ultrabrillante, cuya luz se emitió solo 690 millones de años después del Big Bang. Esa luz ha tardado unos 13.000 millones de años en llegar a nosotros, un lapso de tiempo que es casi igual a la edad del universo.
El agujero negro es aproximadamente 800 millones de veces más masivo que nuestro sol: un Goliat según los estándares modernos y una anomalía relativa en el universo primitivo. Este es el único objeto que hemos observado de esta era, dice el profesor de física Robert Simcoe del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT. Tiene una masa extremadamente alta y, sin embargo, el universo es tan joven que esta cosa no debería existir. El universo no tenía la edad suficiente para hacer un agujero negro tan grande. Es muy desconcertante.
A la intriga se suma el entorno en el que se formó el agujero negro: los científicos han deducido que tomó forma justo cuando el universo estaba pasando por un cambio fundamental que lo alejaba de un entorno opaco dominado por hidrógeno neutro, en el que los electrones están unidos a su núcleo. . A medida que se formaron más estrellas y galaxias, eventualmente generaron suficiente radiación para cambiar el hidrógeno a un estado ionizado, en el que los electrones se liberaron, produciendo un plasma de electrones y protones no asociados que todavía existe en la actualidad.
El agujero negro fue identificado y estudiado utilizando datos recopilados en los telescopios Magellan en Chile por FIRE (Folded-port Infrared Echellette), un espectrómetro construido por Simcoe que clasifica los objetos en función de sus espectros infrarrojos. Teniendo en cuenta estos datos, el equipo cree que el agujero negro recién descubierto existió en un entorno que era medio neutral y medio ionizado.
Lo que descubrimos es que el universo era aproximadamente 50/50: es un momento en que las primeras galaxias emergieron de sus capullos de gas neutro y comenzaron a brillar, dice Simcoe, coautor de un estudio. Naturaleza documento sobre el descubrimiento. Esta es la medida más precisa de ese tiempo, y una indicación real de cuándo se encendieron las primeras estrellas.
Cómo se formó un agujero negro tan masivo tan temprano en la historia del universo sigue siendo un misterio. Se cree que los agujeros negros crecen absorbiendo masa del entorno que los rodea. Los agujeros negros extremadamente grandes como este deberían formarse durante períodos mucho más largos que 690 millones de años.
Si comienzas con una semilla como una gran estrella, y la dejas crecer a la velocidad máxima posible, y comienzas en el momento del Big Bang, nunca podrías hacer algo con 800 millones de masas solares, no es realista, dice Simcoe. Así que debe haber otra forma en que se formó. Y cómo sucede exactamente eso, nadie lo sabe.