Un cuásar es una región compacta alimentada por un agujero negro supermasivo situado en el centro de una galaxia masiva. Son extremadamente luminosos, con un aspecto puntiforme similar al de las estrellas, y están muy alejados de la Tierra. Debido a su distancia y brillo, permiten echar un vistazo a las condiciones del Universo primitivo, cuando tenía menos de mil millones de años.

Investigadores liderados por los profesores Dragan Salak, Takuya Hashimoto y Akio Inoue han realizado un emocionante descubrimiento relativo a cómo los potentes cuásares presentes en el lejano universo primitivo podrían haber afectado la formación de estrellas en sus galaxias anfitrionas.

Utilizando las impresionantes capacidades del telescopio ALMA en Chile, este equipo internacional logró obtener la primera evidencia observacional de que los cuásares son capaces de generar flujos de gas molecular de gran alcance que expulsan el combustible necesario para la formación estelar muy lejos en el espacio.

Un grupo de antenas de 12-m de ALMA observando el cielo nocturno. Las observaciones de este estudio se realizaron utilizando las antenas de 12-m
Un grupo de antenas de 12-m de ALMA observando el cielo nocturno. Las observaciones de este estudio se realizaron utilizando las antenas de 12-m | foto ESO/Y. Beletsky

El objetivo de estudio fue el cuásar J2054-0005, uno de los más brillantes conocidos en el joven universo ya que se estima que la luz que emitió salió hace más de 12 mil millones de años.

Gracias a su enorme luminosidad, este cuásar permitió al equipo detectar cómo una potente corriente de moléculas de monóxido de hidrógeno era expulsada de la galaxia anfitriona a muy alta velocidad.

Este descubrimiento es particularmente relevante dado que los modelos teóricos habían propuesto que los flujos de salida de gas molecular podrían jugar un papel importante en regular el proceso de formación estelar a partir de edades muy tempranas del universo, al remover el combustible necesario de las galaxias. No obstante, hasta ahora no se contaba con evidencia directa de su existencia.

El flujo de salida de gas molecular del cuásar incluye hidroxilo (OH) (arriba). Debido al movimiento del gas molecular hacia el observador, el pico de OH en el espectro de absorción (abajo, línea azul discontinua) aparece a una longitud de onda más corta (línea azul continua), fenómeno conocido como efecto Doppler
El flujo de salida de gas molecular del cuásar incluye hidroxilo (OH) (arriba). Debido al movimiento del gas molecular hacia el observador, el pico de OH en el espectro de absorción (abajo, línea azul discontinua) aparece a una longitud de onda más corta (línea azul continua), fenómeno conocido como efecto Doppler | foto ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) modified from Dragan Salak, et al. The Astrophysical Journal. February 1, 2024

Salak comentó que habían apuntado su investigación a J2054-0005 precisamente porque, dada su elevada luminosidad, representaba el blanco ideal para estudiar la posible existencia de estas corrientes de gas.

Gracias a la sensibilidad sin precedentes de ALMA pudieron por primera vez «ver la sombra» que estas moléculas producían al absorber parte de la radiación del cuásar, delatando la presencia del flujo.

Con estos emocionantes resultados, los investigadores demuestran que los cuásares, como fuentes de energía extremas, son capaces de generar flujos moleculares de gran alcance que influyen notablemente en la evolución de las primeras galaxias al suprimir su capacidad de formar nuevas estrellas. Un hallazgo que sin duda seguirá arrojando luz sobre los misterios del nacimiento del universo.

Fuentes

Hokkaido University | Dragan Salak, Takuya Hashimoto, et al., Molecular Outflow in the Reionization-epoch Quasar J2054-0005 Revealed by OH 119 μm Observations. The Astrophysical Journal, vol.962 no.1. DOI 10.3847/1538-4357/ad0df5

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