Detectan una fuga de gas procedente de un cuásar de cuando el universo tenía menos de mil millones de años
El telescopio ALMA descubre la sombra de un flujo molecular de un cuásar de cuando el cosmos era muy joven y que confirma las predicciones teóricas.
Por la Universidad de Hokkaidō
Recreación artística de una salida de gas molecular del cuásar J2054-0005. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Un cuásar es una región compacta impulsada por un agujero negro supermasivo ubicado en el centro de una galaxia masiva. Los cuásares son extremadamente luminosos, con una apariencia puntiforme similar a las estrellas, y se encuentran extremadamente distantes de la Tierra. Debido a su lejanía y brillo, permiten vislumbrar las condiciones del Universo temprano, cuando tenía menos de mil millones de años.
Un equipo de investigadores dirigido por Dragan Salak, de la Universidad de Hokkaidō (Japón); Takuya Hashimoto, de la Universidad de Tsukuba (Japón); y Akio Inoue, de la Universidad de Waseda (Japón), ha descubierto la primera evidencia de supresión de la formación estelar impulsada por una fuga de gas molecular en una galaxia anfitriona de cuásares en el universo temprano. Sus hallazgos, basados en observaciones que realizaron utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en Chile, han sido publicados en The Astrophysical Journal.
Un freno para las estrellas.
El gas molecular es vital para la formación de estrellas. Como combustible primario de la formación estelar, la ubicuidad y las altas concentraciones de gas molecular dentro de una galaxia conducirían a la formación de un gran número de estrellas. Al expulsar este gas al espacio intergaláctico más rápidamente de lo que podría consumirse por la formación estelar, los flujos moleculares suprimen eficazmente la formación de estrellas en las galaxias que albergan cuásares.
"Los trabajos teóricos sugieren que los flujos de gas molecular desempeñan un papel importante en la formación y evolución de las galaxias desde una edad temprana, ya que pueden regular la génesis estelar —explica Salak. Y añade: —Los cuásares son fuentes especialmente energéticas, por lo que esperábamos que pudieran generar potentes flujos de salida".
Un grupo de antenas ALMA de 12 m escrudiña el cielo nocturno. Foto: ESO/Y. Beletsky
El quásar que observaron los investigadores, conocido como J2054-0005, tiene un corrimiento al rojo muy alto; aparentemente, él y la Tierra se están alejando el uno del otro muy rápidamente. "J2054-0005 es uno de los quásares más brillantes del universo lejano, por lo que decidimos enfocarnos en este objeto como un excelente candidato para estudiar potentes flujos de salida", comenta Hashimoto.
Los investigadores utilizaron el ALMA —un telescopio de vanguardia para estudiar la luz de algunos de los objetos más fríos del universo—para observar la salida de gas molecular del cuásar. Como el único telescopio en el mundo que tiene la sensibilidad y cobertura de frecuencia para detectar flujos de gas molecular en el cosmos temprano, ALMA fue clave para este estudio.
La primera prueba fehaciente de que existen potentes flujos de gas molecular procedentes de galaxias que albergan cuásares.
Hablando del método utilizado en el estudio, Salak comenta lo siguiente: "Descubrimos el flujo de gas molecular (OH) en absorción. Esto significa que no observamos la radiación de microondas procedente directamente de las moléculas de OH, sino que observamos la radiación procedente del cuásar brillante, y absorción significa que las moléculas de OH absorbieron una parte de la radiación del cuásar. Así, fue como revelar la presencia de un gas viendo la 'sombra' que proyectaba frente a la fuente de luz".
Los resultados de este estudio son la primera prueba fehaciente de que existen potentes flujos de gas molecular procedentes de galaxias que albergan cuásares y que influyen en la evolución de las galaxias a principios de la era cósmica. "El gas molecular es un componente muy importante de las galaxias porque es el combustible para la formación de estrellas —dice Salak. Y continúa: —Nuestros hallazgos muestran que los cuásares son capaces de suprimir la formación estelar en sus galaxias anfitrionas expulsando gas molecular al espacio intergaláctico".
Información facilitada por la Universidad de Hokkaidō
Fuente: Dragan Salak, et al. Molecular outflow in the reionization-epoch quasar J2054-0005 revealed by OH 119 μm observations. The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad0df5
