Los agujeros negros supermasivos fueron comunes al inicio del Universo

Publicado el 15 junio, 2011
by Felipe Campos
Usando las observaciones en rayos X más sensibles disponibles actualmente, astrónomos descubrieron la primera evidencia directa que confirma la existencia de un gran número de agujeros negros masivos en los inicios del Universo. Este descubrimiento demuestra que estos agujeros negros jóvenes crecieron más rápidamente que lo esperado, con importantes consecuencias para nuestra comprensión del comienzo del cosmos.

Observando una región del cielo por un largo tiempo (más de seis semanas), y combinado con datos ópticos e infrarrojos, las imágenes en rayos X de Chandra permitieron a los astrónomos buscar agujeros negros en 200 galaxias lejanas, cuya luz se emitió cuando el Universo tenía entre 800 y 950 millones de años de edad.
“Hasta ahora, no teníamos idea qué estaban haciendo los agujeros negros masivos en estas galaxias lejanas, o incluso si existían”, dice Ezequiel Treister de la Universidad de Hawai y profesor de la Universidad de Concepción, autor principal de este estudio que aparecerá en la edición del 16 de junio de la revista Nature. “Ahora sabemos que existen y que están creciendo a toda velocidad”.

Este rápido crecimiento indica que estos agujeros negros están relacionados con los quásares, objetos muy luminosos y escasos alimentados por la caída de material en un agujero negro supermasivo. Extrapolando estos resultados obtenidos en una pequeña región a todo el cielo, hay al menos 30 millones de agujeros negros supermasivos en el Universo lejano. Este número es 10 mil veces más grande que la cantidad de quásares detectada a estas grandes distancias.

“Hemos encontrado una nueva población de agujeros negros jóvenes”, dice el co-autor Kevin Schawinski de la Universidad de Yale. “Creemos que estos agujeros negros van a crecer entre cien a mil veces, para eventualmente convertirse en los agujeros negros gigantes que vemos hoy, casi 13 mil millones de años después”.

Estaba prevista la existencia de una población de agujeros negros infantes a comienzos del Universo, sin embargo esta no había podido ser observada hasta hoy. La tasa total de crecimiento observada por estos astrónomos es aproximadamente cien veces más alta que las predicciones más modernas.

Dado que estos primeros agujeros negros están cubiertos por densas nubes de gas y polvo, los telescopios ópticos no pueden detectarlos. Sin embargo, las altas energías de la emisión en rayos X pueden penetrar estas nubes, permitiendo estudiar los agujeros negros en su interior.

Estos resultados tienen importantes consecuencias. Por ejemplo, mientras hay clara evidencia que demuestra el crecimiento paralelo de los agujeros negros y las galaxias que los hospedan a relativamente cortas distancias, estos nuevos estudios muestran que la conexión empieza mucho antes de lo esperado.

“La mayoría de los astrónomos creen que los agujeros negros y las galaxias crecen simultáneamente”, dice Priya Natarajan de la Universidad de Yale y co-autora en este estudio. “Pero, ¿como exactamente y cuando empieza esta relación de co-dependencia? Ahora estamos más cerca de responder estas preguntas”.

Este estudio también demuestra que los primeros agujeros negros no juegan un rol importante en despejar la “niebla” cósmica de hidrógeno neutro (sin carga eléctrica) que rodea el Universo lejano, donde las temperaturas descendieron después del Big Bang. La cobertura de gas y polvo que rodea al agujero negro impide que la radiación ultravioleta emitida en sus cercanías sea liberada para explicar la “re-ionización” del Universo. En cambio, este proceso probablemente es realizado por las primeras estrellas masivas.

Si bien Chandra es capaz de detectar fuentes extremadamente débiles a grandes distancias, estos agujeros negros están tan oscurecidos que sólo unos pocos fotones logran escapar. Los autores de este estudio diseñaron una técnica basada en sumar las mediciones en rayos X en la posición de estas galaxias lejanas para así amplificar la relevancia estadística de esta señal.

Fuente: Cosmo Noticias