Los primeros cuásares fusionados jamás vistos
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| Esta ilustración muestra dos cuásares en proceso de fusión. Utilizando tanto el telescopio Gemini Norte, la mitad del Observatorio Internacional Gemini, apoyado en parte por la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. y operado por NSF NOIRLab, como el Telescopio Subaru, un equipo de astrónomos ha descubierto un par de cuásares fusionados vistos sólo 900 millones de años después del Big Bang. Este no solo es el par de quásares fusionados más distante jamás encontrado, sino también el primer par confirmado encontrado en el período del Universo conocido como Amanecer Cósmico. Imagen: NOIRLab/NSF/AURA/M. ajo |
19 junio 2024.- El estudio de la historia de la ciencia muestra con qué frecuencia la casualidad juega un papel en algunos de los descubrimientos más importantes. A veces, las historias son apócrifas, como cuando Newton recibió un golpe en la cabeza con una manzana. Pero a veces hay un elemento de verdad en ellos. Ese fue el caso del nuevo descubrimiento del par de quásares fusionados más antiguo jamás descubierto, y todo comenzó con un par de manchas rojas en una imagen.
Esas manchas rojas estaban en una imagen muy particular: una tomada por Hyper Subprime-Cam en el telescopio Subaru en Manuakea, Hawai'i. Yoshiki Matsuoka, de la Universidad de Ehime en Japón, que estaba revisando manualmente la imagen con sus colegas, notó dos tenues manchas rojas. A diferencia de un algoritmo automatizado, que podría haberlos pasado por alto, él estaba interesado en qué podría haberlos causado y decidió mirar más de cerca.
Para hacerlo, reclutó otro instrumento en el telescopio Subaru, conocido como Espectrógrafo y Cámara de Objetos Débiles, y el Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano Gemini en el telescopio vecino Gemini Norte. Después de analizar estos datos más específicos, el Dr. Matsuoka y sus colegas encontraron algo que nadie había visto antes: un par de cuásares fusionados menos de mil millones de años después de la creación del universo.
Se teorizó que las fusiones de cuásares ocurrieron todo el tiempo durante ese período, pero a pesar de haber encontrado 300 cuásares separados aproximadamente en el mismo período de tiempo, los astrónomos aún no habían encontrado ningún par. Esto fue importante porque ese período de tiempo, conocido como la Época de la Reionización, fue clave en la creación de la estructura del universo actual.
Durante la Época de Reionización, la energía, potencialmente proveniente de la fusión de quásares, despojó al hidrógeno que flotaba libremente, abundante en el universo primitivo, de sus electrones en un proceso llamado ionización. Alrededor de mil millones de años después del Big Bang y el final teórico de la Época de Reionización, la estructura del universo moderno estaba en gran medida asentada y había salido oficialmente del período conocido como la “edad oscura cósmica”.
Comprender este período es fundamental para teorizar cómo se formó el universo. Los astrónomos habían pensado durante mucho tiempo que la fusión de quásares habría sido común en ese período, ya que los agujeros negros supermasivos estaban relativamente cerca y las estructuras aún se estaban desarrollando por sí solas. Por eso, la falta de ellos en los datos experimentales era preocupante.
Lla pareja encontrada por el Dr. Matsuoka y sus colegas, aparecen unos 900 millones de años después del Big Bang, todavía dentro de la Época de Reionización. Sin embargo, recopilar datos sobre ellos no fue fácil, ya que los objetos antiguos sufren de contaminación en sus señales, como lentes gravitacionales y estrellas en primer plano. Los investigadores finalmente descubrieron que parte de la luz óptica no provenía directamente de los quásares sino de la formación de estrellas a su alrededor.
Sin embargo, los quásares eran gigantes enormes y pesaban más de 100 millones de veces más que nuestro Sol. También tenían un puente de gas que los conectaba, lo que implica que las dos galaxias de las que formaban el núcleo estaban experimentando una fusión masiva, que ahora podremos observar mientras sucede.
Sin embargo, esa fusión llevará millones, si no miles de millones, de años, por lo que podría pasar algún tiempo antes de que veamos el efecto completo. Pero mientras tanto, los cosmólogos pueden empezar a estudiar en serio este par de cuásares para ver qué otros detalles se pueden obtener sobre la Época de Reionización o la formación del universo en general. Y todo sucederá porque alguien notó unas manchas rojas en una imagen y decidió investigar más a fondo.
Más información:
NOIRLab – El Observatorio Internacional Gemini y Subaru combinan fuerzas para descubrir el primer par de cuásares fusionados en el amanecer cósmico
Matsuoka et al – Descubrimiento de cuásares gemelos fusionados en z = 6,05
UT – Hubble ve dos cuásares uno al lado del otro en el universo temprano
UT – James Webb está cada vez más cerca de encontrar lo que ionizó el universo
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