Publicado el mapa más grande de los agujeros negros supermasivos activos del universo
El nuevo mapa incluye alrededor de 1,3 millones de cuásares de todo el cosmos visible. Podría ayudar a los científicos a comprender mejor las propiedades de la materia oscura.
Por Thomas Sumner
Imagen generada en ordenador de un agujero negro supermasivo. Crédito: NASA, ESA, and D. Coe, J. Anderson, and R. van der Marel (STScI)
Los astrónomos han cartografiado el mayor volumen de nuestro universo con un nuevo mapa de los agujeros negros supermasivos activos que viven en los centros de las galaxias. Estos agujeros negros, llamados cuásares, son irónicamente algunos de los objetos más brillantes del cosmos.
El nuevo mapa registra la ubicación de cerca de 1,3 millones de cuásares en el espacio y el tiempo; el más lejano de ellos brillaba cuando el universo tenía solo 1.500 millones de años de edad (hoy, el universo tiene 13.700 millones de años).
"Este catálogo de cuásares se diferencia de todos los anteriores en que nos proporciona un mapa tridimensional del mayor volumen jamás registrado del universo— dice el cocreador del mapa David Hogg, investigador principal del Centro de Computación del Instituto Flatiron, en Nueva York (Estados Unidos), y profesor de Física y Ciencia de Datos en la Universidad de Nueva York. Y añade—: No es el catálogo con más quásares, ni es el catálogo con mediciones de quásares de mejor calidad, pero sí el catálogo con el mayor volumen total del universo cartografiado”.
Hogg y sus colegas presentaron el mapa en un artículo publicado en The Astrophysical Journal. La autora principal del artículo, Kate Storey-Fisher, es investigadora postdoctoral en el Centro Internacional de Física de Donostia (DIPC), en San Sebastián (España).
Con la ayuda del telescopio espacial Gaia.
Los científicos construyeron el nuevo mapa a partir de datos del telescopio espacial Gaia, de la Agencia Espacial Europea (ESA). Aunque el objetivo principal de Gaia es cartografiar las estrellas de nuestra galaxia, también detecta inadvertidamente objetos fuera de la Vía Láctea, como cuásares y otras galaxias, mientras escanea el cielo.
Impresión artística del satélite Gaia de la ESA escudriñando la Vía Láctea.
“Hemos sido capaces de realizar mediciones de cómo se agrupa la materia en el universo primitivo tan precisas como las de algunos de los principales proyectos de investigación internacionales, lo cual es bastante notable si tenemos en cuenta que obtuvimos nuestros datos como un trabajo extra del proyecto Gaia, centrado en la Vía Láctea", afirma Storey-Fisher.
Los cuásares son impulsados por agujeros negros supermasivos situados en el centro de las galaxias y pueden ser cientos de veces más brillantes que una galaxia entera. A medida que la atracción gravitatoria del agujero negro hace girar el gas cercano, el proceso genera un disco extremadamente brillante y, a veces, chorros de luz que los telescopios pueden observar.
Las galaxias en las que habitan los cuásares están rodeadas de enormes halos de un material invisible llamado materia oscura. El estudio de los cuásares permite a los astrónomos conocerla mejor, por ejemplo, en qué medida se agrupa.
Los astrónomos también pueden utilizar las ubicaciones de los quásares distantes y sus galaxias anfitrionas para comprender mejor cómo se expandió el cosmos con el paso del tiempo. Por ejemplo, los científicos ya han comparado el nuevo mapa de cuásares con la luz más antigua de nuestro cosmos, la radiación de fondo de microondas. También conocida como radiación cósmica de fondo de microondas (CMB por sus siglas en inglés), esta es una forma de radiación electromagnética que llena el universo observable. Se descubrió por primera vez en 1965 por los astrofísicos Arno Penzias y Robert Wilson, y es una de las pruebas más importantes a favor de la teoría del big bang, el evento que se cree que dio origen al universo hace aproximadamente 13.800 millones de años.
A medida que esta luz antigua viaja hacia nosotros, es curvada por la red de materia oscura que la intercepta, la misma red trazada por los quásares. Al compararlos, los científicos pueden medir con qué fuerza se acumula la materia.
Crédito: ESA/Gaia/DPAC; Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation; K. Storey-Fisher et al. 2024
El equipo utilizó datos de la tercera versión de Gaia, que contenía 6,6 millones de cuásares candidatos, y datos del Wide-Field Infrared Survey Explorer de la NASA y del Sloan Digital Sky Survey. Al combinar los conjuntos de datos, el equipo eliminó contaminantes, como estrellas y galaxias del conjunto de datos original de Gaia, y determinó con mayor precisión las distancias a los cuásares.
El equipo también creó un mapa que muestra dónde se espera que el polvo, las estrellas y otras molestias bloqueen nuestra visión de ciertos cuásares, lo que es fundamental para interpretar el mapa de cuásares.
"Este catálogo de cuásares es un gran ejemplo de lo productivos que son los proyectos astronómicos —afirma Hogg. Y concluye—: Gaia se diseñó para medir las estrellas de nuestra propia galaxia, pero también encontró millones de cuásares al mismo tiempo, que nos dan un mapa de todo el universo".
Información facilitada por la Simons Foundation
Fuente: Kate Storey-Fisher et al. Quaia, the Gaia-unWISE Quasar Catalog: An All-sky Spectroscopic Quasar Sample The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad1328
