Los cuásares son los objetos más brillantes y lejanos en el Universo. Su lejanía y brillo permanente los hacen toda una curiosidad para los astrónomos que los observan y los astrofísicos que los estudian. Estos cuerpos celestes, cuyo nombre es una abreviación de “quasi estellar objects”, es decir, objetos casi estelares, son casi tan antiguos como el Universo ya que algunos nacieron cuando el Cosmos sólo tenía mil millones de años después de la Gran Explosión. Por lo tanto, el estudio de la luz que nos llega de ellos, remonta a los astrónomos a la misma adolescencia del Universo. Además, su brillo, reducido a un espacio de tan solo días o semanas luz, es mayor que el de miles de galaxias juntas.
Pero las curiosidades y el misterio no terminan allí. Por varios años, los científicos han asumido que la energía que despiden estos objetos, los más brillantes en el universo, es liberada por agujeros negros masivos que se encuentran en el centro de la galaxia que sirve de huésped al cuásar.
“En la actualidad ya existe evidencia fuerte y confiable de la presencia de agujeros negros en el centro de dos galaxias. Uno se encuentra en nuestra galaxia la Vía Láctea y otro en la galaxia Seyfert II o NGC 4258. Mediante estas observaciones, hemos podido extrapolar estos datos hacia otras galaxias cuyos comportamientos se asemejan a las ya estudiadas. Por el momento, pensamos que existen agujeros negros en los centros de casi todas las galaxias en el Universo, incluyendo las galaxias que hospedan a los cuásares”, informó Rennan Barkana en el diario Nature donde fue publicado el estudio esta semana.
Sin embargo, aún quedan muchas incógnitas por esclarecer. Primero, si estos cuásares toman su energía de los masivos agujeros negros en el centro de estas galaxias, los astrofísicos tienen entonces que explicar cómo se formaron estos agujeros en una etapa tan temprana en la vida del Cosmos.
“Estos agujeros negros son cientos de millones de veces más masivos que el Sol, por lo tanto, debe existir algo que les suministre la suficiente energía para que adquirieran un tamaño tan masivo. En un universo de tan sólo mil millones de años de vida, es difícil explicar la aparición de un monstruo masivo de energía que devora todo a su alrededor y además provee con suficiente energía para mantener a otro objeto como el cuásar. Es preciso que el agujero se haya alimentado de algo más que de polvo y de gases primarios”, explicó el escritor e investigador científico Philip Ball para Nature.
Los autores del nuevo estudio dicen tener la respuesta a este dilema. De acuerdo con sus investigaciones, estos agujeros han sido alimentados por halos de materia oscura que se encuentran alrededor de todas las galaxias en el Cosmos. El problema es que la materia oscura es, actualmente, invisible para todos los telescopios y observatorios humanos y nadie sabe de qué está compuesta. Los astrónomos saben de su existencia porque su presencia mantiene a las galaxias en una rotación continua a través del Cosmos. Sin la presencia de esta enigmática sustancia, las galaxias se hubiesen separado unas de otras, volando sin rumbo fijo por el espacio.
Pero en esta ocasión, los científicos Rennan Barkana de la Universidad de Tel Aviv en Israel y Abraham Loeb de la Universidad de Harvard en Cambridge, dicen haber descubierto las primeras huellas de la existencia de halos de materia oscura en los confines más remotos de nuestro Universo.
Los científicos utilizaron datos recogidos por el Rastreador Digital de los Cielos Sloan (SDSS son sus siglas en inglés) y el poder observatorio del telescopio de La Silla, en Chile. Este telescopio cuenta con un aparato bastante especial llamado un espectrógrafo. Este artefacto tiene como función principal dividir la luz, que llega de estos objetos lejanos, en sus colores primarios. De esta forma, los astrofísicos pueden estudiar los componentes, conocer la distancia aproximada del objeto observado y su historia cósmica.
Sin embargo, como la materia oscura es invisible y desconocida, la única forma para saber si se encuentra allí es medirla de forma indirecta. Barkana y Loeb explican lo ocurrido en el estudio publicado.
“Tenemos un cuásar a más de 12 mil millones de años luz de nosotros. Es brillante y parece que la energía la toma de un agujero negro sumamente masivo pero no sabemos cómo logró este agujero formarse tan temprano. Así que observamos el gas que parece perderse en el centro del hoyo negro. Este gas, al ser succionado por el monstruo cósmico, colisiona con el borde de algo que rodea a estos objetos. Cuando estos gases colisionan allí forman una onda, que hemos estado estudiando minuciosamente y cuyos átomos parecen tener la firma de la materia oscura”.
El estudio muestra, por primera vez, evidencia indirecta de estos halos de materia oscura que rodean a todas las galaxias. Los científicos calculan que el impacto de la colisión entre el gas que engulle el agujero y la superficie del halo de materia oscura, rompe los átomos gaseosos y los ioniza. Cuando esto ocurre, el gas se vuelve transparente. Este proceso ha sido observado en dos cuásares lejanos denominados, SDSS1122-0229 y SDSS1030+0524. Según estas observaciones, los agujeros negros, formados en estas galaxias primarias y que alimentan a los objetos más brillantes y lejanos del Universo, se originaron gracias al contenido de los halos de materia oscura que rodean a todas las galaxias en el Cosmos.
Los astrofísicos ahora tienen otros enigmas por resolver. El origen y la composición de esta extraña, misteriosa y elusiva presencia invisible, conocida como la materia oscura, son dos de los secretos aún no revelados por las investigaciones científicas realizadas hasta el momento.
El papel de la materia oscura
Los misterios por resolver son excitantes en el estudio de la astrofísica. A pesar de todo lo que se ha descubierto en la actualidad, desde los planetas dentro y fuera del Sistema Solar hasta la observación de los cuásares y los agujeros negros, los científicos tienen aún retos gigantescos por solventar. Uno de ellos es la composición y el origen de la materia oscura. Esta sustancia ha sido medida indirectamente en todas las galaxias en el Cosmos. Los investigadores se dieron cuenta de su existencia porque algo, que no es la fuerza de la gravedad, se encarga de mantener a las galaxias en una rotación regular por el Cosmos. Es decir, que sin esta materia, todas las galaxias, incluyendo la nuestra, estuvieran volando sin rumbo por el espacio. También existe el misterio de una energía oscura, cuya función parece ser incrementar la velocidad entre las galaxias, expandiendo al Universo y separando a las galaxias unas de las otras.
En el estudio publicado esta semana en el diario Nature, dos equipos de astrofísicos, uno de la Universidad de Tel Aviv y otro de la Universidad de Harvard, han resuelto, tentativamente, uno de los misterios en la cada vez más pequeña lista cósmica. Los investigadores han medido, indirectamente, halos de materia oscura cuya presencia en estas galaxias primarias explica el origen de agujeros negros masivos, que a su vez proveen con energía a los cuásares, los objetos más brillantes y más lejanos, jamás observados en nuestro Universo.
“De acuerdo con nuestros cálculos, estos masivos hoyos se han originado y sobrevivido gracias a la presencia de estos halos de materia negra. La colisión entre los gases de los cuásares, engullidos por los agujeros, con la superficie de estos halos producen gases transparentes que hemos logrado observar. Hasta el momento, estas medidas es toda la evidencia que tenemos. Pero creemos que el estudio del espectro de luz que nos llegan de estos cuásares necesita ser corroborado y confirmado una vez más para estar seguros. Ahora bien, es definitivo que las observaciones confirman los cálculos realizados anteriormente y parece la explicación más racional hasta el momento”, elaboró Abraham Loeb en el diario Nature.
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