Medición de halos de materia oscura alrededor de cuásares distantes
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) 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.
Esto es sorprendente -consideran- 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. Su investigación se publica en The Astrophysical Journal.
Medir la masa de DMH no es fácil; Se sabe 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, informa la Universidad de Tokio en un comunicado. Sólo sabemos que existe debido a su impacto gravitacional en 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 vieja cuestión 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 lo que llamamos cuásares. Son tan poderosos que incluso a grandes distancias ahora podemos observarlos utilizando técnicas modernas.
"Medimos por primera vez la masa típica de los halos de materia oscura que rodean un agujero negro activo en el universo hace unos 13.000 millones de años", dijo Kashikawa.
"Encontramos 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. "Es interesante porque sugiere que hay una masa DMH característica que parece activar un cuásar, independientemente de si ocurrió hace miles de millones de años o ahora".
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.
Entonces Kashikawa y su equipo, cuyo proyecto comenzó en 2016, utilizaron múltiples estudios del cielo que incorporaron una variedad de instrumentos diferentes, siendo el principal el Telescopio Subaru japonés, ubicado en Hawai.
"Las actualizaciones permitieron a Subaru ver más lejos que nunca, pero podemos aprender más ampliando los proyectos de observación a nivel internacional", afirmó Kashikawa.
"El Observatorio Vera C. Rubin, con sede en EE.UU., e incluso el satélite espacial Euclid, recién lanzado por la UE, escanearán un área más grande del cielo y encontrarán más DMH alrededor de los cuásares. Podemos construir una imagen más completa del relación entre galaxias y agujeros negros supermasivos. Eso podría ayudar a informar nuestras teorías sobre cómo se forman y crecen los agujeros negros".
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