miércoles, enero 23, 2019

El quásar más brillante del universo temprano

La lente de zoom en el espacio le da al Hubble un vistazo a la era del nacimiento de Galaxy
Los astrónomos han descubierto el objeto más brillante jamás visto en un momento en que el universo tenía menos de mil millones de años, con la ayuda del telescopio espacial Hubble de la NASA. La brillante baliza es un quásar, el núcleo de una galaxia con un agujero negro que come vorazmente a su alrededor.

Tipo de lanzamiento: Reunión de la Sociedad Astronómica Americana
Aunque el quásar está muy lejos (12.8 mil millones de años luz), los astrónomos pueden detectarlo porque una galaxia más cercana a la Tierra actúa como una lente y hace que el cuásar se vea más brillante. El campo gravitatorio de la galaxia más cercana deforma el espacio, doblando y amplificando la luz del quásar distante. Este efecto se llama lente gravitacional.
Aunque los investigadores han buscado estos quásares muy remotos durante más de 20 años, una alineación celeste rara y fortuita la hizo visible para ellos. "No esperamos encontrar muchos quásares más brillantes que eso en todo el universo observable", dijo el investigador principal, Xiaohui Fan, de la Universidad de Arizona, en Tucson.
El quasar súper brillante, catalogado como J043947.08 + 163415.7, podría mantener el récord de ser el más brillante en el universo temprano por algún tiempo, lo que lo convierte en un objeto único para estudios de seguimiento.
Con un brillo de luz equivalente a 600 trillones de soles, el quásar está alimentado por un agujero negro supermasivo en el corazón de una joven galaxia en proceso de formación. Se emite una inmensa cantidad de energía a medida que el agujero negro consume material a su alrededor. La detección ofrece una oportunidad única para estudiar una imagen ampliada de cómo dichos agujeros negros acompañaron la formación de estrellas en el universo temprano e influyeron en el ensamblaje de las galaxias.
Además de ser brillante en longitudes de ondas visibles e infrarrojas, el quásar con lentes también es brillante en longitudes de onda submilimétricas, donde se observó con el Telescopio James Clerk Maxwell en Mauna Kea, Hawai. Esto se debe al polvo caliente calentado por la intensa formación de estrellas en la galaxia que alberga el quásar con lentes. Se estima que la tasa de formación es de hasta 10,000 estrellas por año (en comparación, nuestra galaxia Vía Láctea produce una estrella por año).

"Claramente, este agujero negro no solo está acumulando gas, sino que tiene una gran cantidad de formación de estrellas a su alrededor", dijo el miembro del equipo Jinyi Yang en la Universidad de Arizona. "Sin embargo, debido al aumento del efecto de las lentes gravitacionales, la tasa real de formación de estrellas podría ser mucho más baja de lo que sugiere el brillo observado", agregó.
El quásar existió en un período de transición en la evolución del universo, llamado reionización, donde la luz de las galaxias y quásares jóvenes recalentó el oscuro hidrógeno que se enfrió poco después del Big Bang.
El quásar no habría sido detectado si no fuera por el poder de las lentes gravitacionales, que aumentaron su brillo en un factor de 50.
Sin embargo, dado que los quásares muy distantes se identifican por su color rojo (debido a la absorción por gas difuso en el espacio intergaláctico), a veces su luz está "contaminada" y se ve más azul debido a la luz estelar de una galaxia intermedia. Como resultado, pueden pasarse por alto en las búsquedas de quásares porque su color se diluye para parecerse al de una galaxia normal. Fan propone que muchos otros quásares remotos se hayan perdido debido a esta contaminación lumínica.
Su equipo tuvo suerte al encontrar J043947.08 + 163415.7, porque el quásar es tan brillante que ahoga la luz de las estrellas de la galaxia de lentes de primer plano, especialmente débil. "Sin este alto nivel de aumento, nos sería imposible ver la galaxia", dijo el miembro del equipo Feige Wang, de la Universidad de California en Santa Bárbara. "Incluso podemos buscar gas alrededor del agujero negro y lo que el agujero negro puede estar influyendo en la galaxia".
El objeto fue seleccionado por su color mediante la combinación de datos fotométricos del Telescopio Infrarrojo del Hemisferio del Reino Unido, el Telescopio de Encuesta Panorámica y el Sistema de Respuesta Rápida (Pan-STARRS1) en longitudes de onda ópticas, y el archivo del Explorador de la Encuesta del Infrarrojo de Campo Amplio de la NASA en el medio infrarrojo.
Las observaciones espectroscópicas de seguimiento fueron realizadas por el Telescopio Multi-Mirror de la Universidad de Arizona, el Observatorio Gemini y el Observatorio Keck. Estas observaciones revelaron la firma de una galaxia muy débil en primer plano directamente entre el quásar y la Tierra que magnifica la imagen del quasar. Sin embargo, debido a que la fuente se ve borrosa en las observaciones basadas en tierra (y, por lo tanto, podría confundirse con solo una galaxia), los investigadores utilizaron las exquisitas capacidades de imagen del Hubble para confirmar que se trata de un quásar con lente.
"Es un sistema difícil de fotografiar porque resulta ser tan compacto, que requiere la vista más nítida desde el Hubble", dijo Fan.
El quásar está maduro para un futuro escrutinio. El equipo de Fan está analizando un espectro detallado de 20 horas del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral, que mostraría características de absorción de gas para identificar la composición química y las temperaturas del gas intergaláctico en el universo temprano. Los astrónomos también usarán el Gran Conjunto Milimétrico / submilimétrico de Atacama y, finalmente, el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, para mirar dentro de los 150 años luz del agujero negro y detectar directamente la influencia de la gravedad del agujero negro en el movimiento del gas y la formación de estrellas en sus proximidades. .
Fan presentará los resultados del equipo en una conferencia de prensa, en la 233 reunión de la American Astronomical Society en Seattle, Washington. El artículo científico del equipo está disponible en línea en The Astrophysical Journal Letters .
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI, por sus siglas en inglés) en Baltimore, Maryland, realiza las operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington, DC
Creditos: NASA , ESA y X. Fan (Universidad de Arizona)

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