El cuásar ‘Pōniuāʻena’ : desde los albores del cosmos.

An artist's impression of the formation of the quasar Pōniuā'ena, starting with a seed black hole 100 million years after the Big Bang (left), then growing to a billion solar masses 700 million years after the Big Bang (right). (Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld)

Los cuásares son los objetos más energéticos del universo, y desde su descubrimiento, los astrónomos han estado muy interesados en determinar cuándo aparecieron por primera vez en nuestra historia cósmica.

El descubrimiento del cuásar más masivo conocido en el universo temprano desafía las teorías actuales de la formación y crecimiento supermasivos de agujeros negros durante un tiempo en el que el cosmos estaba todavía en su primera fase.

Los astrónomos han descubierto el cuásar más masivo conocido en el universo temprano, que contiene un monstruoso agujero negro con una masa equivalente a 1.500 millones de soles. Formalmente designado como J1007+2115, el recién descubierto cuásar es uno de los dos únicos conocidos del mismo período cosmológico. En honor a su descubrimiento a través de los telescopios en Maunakea, una montaña venerada en la cultura hawaiana, el quasar recibió el nombre hawaiano Pōniuāʻena, que significa “fuente giratoria invisible de la creación, rodeada de brillantez”.

De acuerdo con las actuales teorías, los cuásares son alimentados por agujeros negros supermasivos. A medida que los agujeros negros engullen la materia circundante, como polvo, gas o incluso estrellas enteras, emiten enormes cantidades de energía, dando lugar a luminosidades conocidas por eclipsar galaxias enteras.

El agujero negro supermasivo que alimenta Pōniuāʻena hace de este cuásar el objeto más distante, y por lo tanto el más antiguo, conocido en el universo para albergar un agujero negro que supera los 1.000 millones de masas solares. Según un nuevo estudio que documenta el descubrimiento del cuásar, la luz de Pōniuāʻena tardó 13.020 millones de años en llegar a la Tierra, comenzando su viaje sólo 700 millones de años después del Big Bang.

“Es el primer monstruo de este tipo que conocemos”, dijo Jinyi Yang, un investigador postdoctoral asociado al Observatorio Steward de la Universidad de Arizona y autor principal del estudio, que se publicará en The Astrophysical Journal Letters. “El tiempo fue demasiado corto para que creciera de un pequeño agujero negro al enorme tamaño que vemos.”

An artist's impression of the quasar Pōniuāʻena, the first quasar to receive an Indigenous Hawaiian name. (Image: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld)
Imagen artística del quasar Pōniuāʻena, el primer quasar que recibió un nombre indígena hawaiano. (Image: International Gemini Observatory)

La pregunta de cómo un agujero negro tan masivo pudo materializarse cuando el universo estaba todavía en su infancia ha inquietado a los astrónomos y cosmólogos durante mucho tiempo. “Este descubrimiento presenta el mayor desafío hasta ahora para la teoría de la formación y crecimiento de los agujeros negros en el universo temprano”, afirma el co-autor del estudio Xiaohui Fan, jefe adjunto del Departamento de Astronomía de UArizona.

La noción de que un agujero negro de las proporciones de Pōniuāʻenas podría haber evolucionado a partir de un agujero negro mucho más pequeño formado por el colapso de una sola estrella en tan poco tiempo desde el Big Bang es casi imposible, según los modelos cosmológicos actuales.

En cambio, los autores del estudio sugieren que el cuásar habría tenido que empezar como un agujero negro “semilla” que ya contenía la masa equivalente a 10.000 soles ya 100 millones de años después del Big Bang.


Yang, Jinyi et al. “Pōniuā‘ena: A Luminous z = 7.5 Quasar Hosting a 1.5 Billion Solar Mass Black Hole.” The Astrophysical Journal 897.1 (2020): L14.  DESCARGAR PDF

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