Medición de halos de materia oscura alrededor de cuásares antiguos
Por: Universidad de Tokio.
12 de septiembre de 2023.
El eje vertical muestra la masa de halos de materia oscura que rodean a los cuásares, el eje horizontal representa la edad del Universo con el presente a la izquierda. Crédito de la imagen: The Astrophysical Journal (2023). DOI: 10.3847/1538-4357/ace43a
En el centro de cada galaxia hay un agujero negro supermasivo. A partir de cierto tamaño, se activan y emiten enormes cantidades de radiación, por lo que se denominan cuásares. Se cree que se activan por la presencia de halos masivos de materia oscura (DMH, por sus siglas en inglés) que rodean la galaxia, dirigiendo la materia hacia el centro y alimentando el agujero negro. Un equipo que incluye investigadores de la Universidad de Tokio examinó por primera vez cientos de cuásares antiguos y descubrió que este comportamiento es muy consistente a lo largo de la historia del Universo.
Esto comportamiento es sumamente sorprendente, ya que muchos procesos a gran escala muestran variaciones a lo largo de la vida del Universo, por lo que el mecanismo de activación de los cuásares podría tener implicaciones para la evolución de todo el Universo. Medir la masa de DMH no es fácil; se conoce que es una sustancia muy esquiva, si es que sustancia es la palabra correcta, dado que se desconoce la naturaleza real de la materia oscura. Sólo sabemos que existe debido a su impacto gravitacional sobre grandes estructuras como las galaxias.
Por tanto, la materia oscura sólo puede medirse haciendo observaciones sobre sus efectos gravitacionales sobre las cosas. Esto incluye la forma en que podría tirar de algo o afectar su movimiento, o a través de la lente (curvatura de la luz) de los objetos detrás de un área sospechosa de materia oscura. El desafío se vuelve mayor a grandes distancias, dado lo débil que puede ser la luz de fenómenos más distantes y, por lo tanto, antiguos. Pero esto no impidió que el profesor Nobunari Kashikawa del Departamento de Astronomía y su equipo intentaran responder una pregunta de larga data en Astronomía: ¿Cómo nacen los agujeros negros y cómo crecen?
Los investigadores están especialmente interesados en explorar esto en relación con los agujeros negros supermasivos, el tipo más grande, que existe en el corazón de cada galaxia. Estos serían muy difíciles de estudiar si no fuera por el hecho de que algunos crecen hasta tal punto que comienzan a emitir chorros de materia o esferas de radiación increíblemente poderosos que, en cualquier caso, se convierten en cuásares. Son tan poderosos que incluso a grandes distancias ahora podemos observarlos utilizando técnicas modernas.
La investigación encontró que la masa DMH de los quásares es bastante constante, aproximadamente 10 billones de veces la masa de nuestro Sol. Se han realizado mediciones de este tipo para DMH más recientes alrededor de los cuásares, y esas mediciones son sorprendentemente similares a las que vemos en los cuásares más antiguos. Los cuásares a grandes distancias parecen débiles, ya que la luz que los abandonó hace mucho tiempo se ha extendido, ha sido absorbida por la materia intermedia y ha sido estirada hasta alcanzar longitudes de onda infrarrojas casi invisibles debido a la expansión del Universo con el tiempo.
Fuente:
https://phys.org/news/2023-09-dark-halos-ancient-quasars.html