Spitzer descubre agujeros negros primitivos

Astrónomos han observado lo que parecen ser dos de los primeros y más primitivos agujeros negros conocidos. El descubrimiento, basado en gran parte en observaciones del Telescopio Espacial Spitzer, proporcionará una mejor comprensión de las raíces del Universo, y cómo aparecieron las primeras estrellas, galaxias y agujeros negros.

"Hemos hallado lo que probablemente son quásares de primera generación, nacidos en un medio libre de polvo y en las primeras etapas de la evolución estelar", dice Linhua Jiang de la Universidad de Arizona en Tucson. Jiang es el autor principal de un artículo que anunció los hallazgos en el ejemplar del 18 de marzo de Nature.

Los agujeros negros son descomunales distorsiones del espacio y el tiempo. Los más masivos y activos moran en los núcleos de las galaxias, y normalmente están rodeados por estructuras, en forma de rosquilla, de polvo y gas que alimentan y sostienen el crecimiento de los agujeros. Estos hambrientos agujeros negros supermasivos son conocidos como quásares.

A pesar de lo sucio y descuidado que es actualmente nuestro Universo, los científicos creen que los inicios del mismo no tuvieron polvo, lo que les indica que los quásares más primitivos deberían también estar libres del mismo. Pero nadie había visto tales quásares inmaculados, hasta ahora. Spitzer ha indentificado dos -los más pequeños registrados- a unos 13.000 millones de años luz de distancia de la Tierra. Los quásares, conocidos como J0005-0006 y J0303-0019, fueron desvelados primero en luz visible usando datos del Estudio Digital del Cielo Sloan (Sloan Digital Sky Survey, SDSS). Este equipo, que incluía a Jiang, estuvo liderado por Xiaohui Fan, coautor del reciente artículo de la Universidad de Arizona. El Observatorio de Rayos-X Chandra de la NASA también había observado rayos-X procedentes de uno de los objetos. Los rayos-X, luz ultravioleta y luz óptica salen de los quásares cuando el gas que los rodea es absorbido por ellos.

"Los quásares emiten una enorme cantidad de luz, haciéndolos detectables literalmente al borde del universo observable", dijo Fan.

Cuando Jiang y sus colegas se prepararon para observar J0005-0006 y J0303-0019 con Spitzer entre 2006 y 2009, sus objetivos no se diferenciaban mucho del grupo de quásares comunes. Spitzer midió luz infarroja procedente de los objetos junto a otros 19, todos pertenecientes a la clase de los quásares más lejanos conocidos. Cada quásar está anclado por un agujero negro supermasivo que pesa más de 100 millones de veces el Sol.

De los 21 quásares, J0005-0006 y J0303-0019 carecían de las señales características de polvo caliente, según mostraron los datos de Spitzer. La visión infarroja de Spitzer hace que el telescopio sea perfecto para detectar el brillo templado del polvo que ha sido calentado por los agujeros negros.

"Pensamos que estos primeros agujeros negros se formaron aproximadamente en la época en que se formaba el polvo en el Universo, menos de 1.000 millones de años tras el Big Bang", dijo Fan. "El Universo primigenio no contenía moléculas que pudiesen coagularse para formar polvo. Los elementos necesarios para este proceso se generaron y bombearon al Universo posteriormente por las estrellas".

Los astrónomos también observaron que la cantidad de polvo caliente en un quásar aumenta con la masa de su agujero negro. Cuando crece el agujero negro, el polvo tiene más tiempo para materializarse a su alrededor. Los agujeros negros en los núcleos de J0005-0006 y J0303-0019 tienen las menores masas conocidas de los inicios del Universo, indicando que son especialmente jóvenes y están en una etapa en la que aún no se había formado polvo a su alrededor.

Imagen: Esta concepción artística ilustra uno de los agujeros negros supermasivos más primitivo que se conoce, en el centro de una joven galaxia.

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