¿Cuál es el agujero negro más antiguo que se conoce?

El título del agujero negro supermasivo más antiguo descubierto hasta la fecha tiene muy poco tiempo. Su descubrimiento tuvo lugar en 2017 por investigadores del Carnegie Institution for Science. Estos astrónomos hallaron un cuásar gigante que creció a 800 millones de veces la masa del sol cuando el universo tenía sólo el 5 por ciento de su edad actual.

Este nuevo agujero negro gigante, que se formó solo 690 millones de años después del Big Bang, podría ayudar algún día a arrojar luz sobre una serie de misterios cósmicos, como cómo por ejemplo por qué los agujeros negros habrían alcanzado tamaños gigantescos rápidamente después del Big Bang y cómo llegó el universo a existir tras la neblina oscura que una vez llenó todo el cosmos, dijeron los investigadores.

Se piensa que los agujeros negros supermasivos con masas que van de miles a millones de veces la del Sol acechan en el corazón de la mayoría de las galaxias, si no de todas ellas. Investigaciones anteriores sugirieron que estos gigantes liberan cantidades extraordinariamente grandes de luz cuando destruyen estrellas y devoran la materia, y es probable que sean la fuerza motriz detrás de los cuásares, que se encuentran entre los objetos más brillantes del universo.

Los astrónomos pueden detectar cuásares provenientes de los rincones más alejados del cosmos, convirtiendo a los cuásares en los objetos más distantes de los que se tiene conocimiento. Los cuásares más lejanos son también los cuásares más antiguos que se conocen: cuanto más distante es uno, más tiempo tarda su luz en llegar a la Tierra.

El registro anterior del cuásar más antiguo y más lejano fue establecido por ULAS J1120 + 0641. Ese cuásar se encuentra a 13.0400 millones de años luz de la Tierra y empezó a existir unos 750 millones de años después del Big Bang. El cuásar recién descubierto (y su agujero negro supermasivo), llamado ULAS J1342 + 0928, se encuentra a 13.100 millones de años luz de la Tierra.

Cómo crecen los monstruosos agujeros negros

Explicar cómo los agujeros negros pudieron  al principio de la historia engullir suficiente materia para alcanzar tamaños supermasivos a nivel cósmico ha resultado extraordinariamente desafiante para los científicos. Por eso los investigadores se alegran tanto al encontrar un agujero negro supermasivo y desean ver cuántos más mejor para aprender más sobre su crecimiento y sus efectos en el resto del cosmos.

"Los cuásares más distantes pueden proporcionar información clave sobre cuestiones pendientes en astrofísica", dijo el autor principal del estudio, Eduardo Bañados, astrofísico de Carnegie Institution for Science.

Los investigadores predijeron que solo existen entre 20 y 100 cuásares tan brillantes y tan distantes como el cuásar recién descubierto en todo el cielo visible desde la Tierra.

    Robin Dienel / Carnegie Institution for Science

Vislumbrando el universo temprano

Los nuevos hallazgos revelaron que una gran fracción del hidrógeno en las inmediaciones del cuásar recién encontrado tenía carga neutra. Esto sugiere que este cuásar proviene de la época de la reionización, y un análisis más profundo de este podría arrojar luz sobre lo que sucedió durante este momento crucial.

Sin embargo, para aprender más sobre la época de la reionización, los científicos necesitan más que solo uno o dos cuásares tempranos y distantes para observar. "Necesitamos encontrar más de estos cuásares a distancias similares o mayores", dijo Bañados. "Esto es extremadamente difícil, ya que son muy raros. Esto es realmente como encontrar la aguja en un pajar".

Aún así, el hecho de que este nuevo cuásar sea tan brillante y grande sugiere que "probablemente no sea el primer cuásar que se haya formado, así que debemos seguir buscando", dijo Bañados.

"Este cuásar en particular es tan brillante que se convertirá en una mina de oro para los estudios de seguimiento y será un laboratorio crucial para estudiar el universo temprano", dijo Bañados."Ya obtuvimos observaciones para este objeto con varios de los telescopios más potentes del mundo. Pueden surgir más sorpresas".

Encontrar un gigante

Los investigadores detectaron y analizaron cuasar ULAS J1342 + 0928 utilizando uno de los Telescopios Magellan en el Observatorio Las Campanas en Chile, así como el Gran Telescopio Binocular en Arizona y el telescopio Gemini Norte en Hawai.

Su agujero negro central tiene una masa unas 800 millones de veces la del sol y existía cuando el universo tenía solo 690 millones de años, o solo el 5 por ciento de su edad actual.

"Toda esa masa, casi mil millones de veces la masa del sol, necesita ser recolectada en menos de 690 millones de años", dijo Bañados. "Eso es extremadamente difícil de lograr y es algo que los teóricos necesitarán explicar en sus modelos".