Los astrónomos que utilizan el Very Large Telescope de ESO han observado depósitos de gas frío alrededor de algunas de las primeras galaxias del Universo. Estos halos de gas son el alimento perfecto para los agujeros negros supermasivos en el centro de estas galaxias, que ahora se ven tal como estaban.Hace 12.500 millones de años. Este almacenamiento de alimentos podría explicar cómo estos monstruos cósmicos crecieron tan rápido durante un período en la historia del Universo conocido como el Amanecer Cósmico.
"Ahora podemos demostrar, por primera vez, que las galaxias primordiales tienen suficiente comida en sus ambientes para sostener tanto el crecimiento de agujeros negros supermasivos como la formación vigorosa de estrellas", dice Emanuele Paolo Farina, del Instituto Max Planckpara Astronomía en Heidelberg, Alemania, quien dirigió la investigación publicada hoy en El diario astrofísico . "Esto agrega una pieza fundamental al rompecabezas que los astrónomos están construyendo para imaginar cómo se formaron las estructuras cósmicas hace más de 12 mil millones de años".
Los astrónomos se han preguntado cómo los agujeros negros supermasivos pudieron crecer tan temprano en la historia del Universo. "La presencia de estos primeros monstruos, con masas de varios miles de millones de veces la masa de nuestro Sol, es un gran misterio".dice Farina, quien también está afiliada al Instituto Max Planck de Astrofísica en Garching bei München. Esto significa que los primeros agujeros negros, que podrían haberse formado por el colapso de las primeras estrellas, deben haber crecido muy rápido. Pero, hasta ahora,Los astrónomos no habían visto 'comida de agujero negro' - gas y polvo - en cantidades suficientemente grandes como para explicar este rápido crecimiento.
Para complicar aún más las cosas, las observaciones previas con ALMA, la matriz Atacama Large Millimeter / submillimeter, revelaron mucho polvo y gas en estas primeras galaxias que alimentaron la rápida formación de estrellas. Estas observaciones de ALMA sugirieron que podría quedar poco para alimentarun agujero negro
Para resolver este misterio, Farina y sus colegas utilizaron el instrumento MUSE en el Very Large Telescope de ESO en el desierto de Atacama chileno para estudiar los cuásares, objetos extremadamente brillantes impulsados por agujeros negros supermasivos que se encuentran en el centro de las galaxias masivas.31 quásares que se ven como eran hace más de 12.500 millones de años, en un momento en que el Universo todavía era un bebé, de solo unos 870 millones de años. Esta es una de las muestras más grandes de cuásares desde este principio en la historia deEl Universo a ser encuestado.
Los astrónomos descubrieron que 12 quásares estaban rodeados por enormes depósitos de gas: halos de gas de hidrógeno frío y denso que se extendía a 100,000 años luz de los agujeros negros centrales y con miles de millones de veces la masa del Sol. El equipo, de Alemania, EE. UU., Italia y Chile, también descubrieron que estos halos de gas estaban estrechamente unidos a las galaxias, proporcionando la fuente de alimento perfecta para sostener tanto el crecimiento de agujeros negros supermasivos como la vigorosa formación de estrellas.
La investigación fue posible gracias a la excelente sensibilidad de MUSE, el Explorador espectroscópico de unidades múltiples, en el VLT de ESO, que Farina dice que fue "un cambio de juego" en el estudio de los cuásares ". En cuestión de unas pocas horas por objetivo,pudimos profundizar en los alrededores de los agujeros negros más masivos y voraces presentes en el Universo joven ", agrega. Si bien los cuásares son brillantes, los depósitos de gas a su alrededor son mucho más difíciles de observar. Pero MUSE pudo detectar el tenue resplandor deel gas de hidrógeno en los halos, lo que permite a los astrónomos revelar finalmente las reservas de alimentos que alimentan los agujeros negros supermasivos en el Universo temprano.
En el futuro, el Telescopio extremadamente grande de ESO ayudará a los científicos a revelar aún más detalles sobre galaxias y agujeros negros supermasivos en los primeros dos mil millones de años después del Big Bang ". Con el poder del ELT, podremos profundizar inclusomás profundo en el Universo temprano para encontrar muchas más nebulosas de gas ", concluye Farina.
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Materiales proporcionado por ESO . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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