.jpg)
Esto gracias a observaciones realizadas con la cámara de energía oscura (DECam), montada en el Telescopio de 4 metros Víctor M. Blanco, en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo, un programa de NSF NOIRLab.
La investigación fue dirigida por Trystan Lambert, quien completó este trabajo como estudiante de doctorado en el Instituto de Estudios Astrofísicos de la Universidad Diego Portales y también en su condición de miembro del CATA.
Además, participaron activamente Roberto Assef y Felipe Barrientos (Investigadores Principales del Centro), Manuel Aravena (Investigador Asociado CATA), Jorge González y Chiara Mazzucchelli (ambos Investigadores Adjuntos CATA).
Este grupo de científicos llevó a cabo la mayor búsqueda jamás realizada en el cielo alrededor de un cuásar del Universo temprano, en un esfuerzo por medir la densidad de su entorno, contando el número de galaxias compañeras circundantes.
El campo de visión excepcionalmente amplio de DECam y los filtros especiales desempeñaron un papel crucial para alcanzar resultados que revelan por qué los estudios previos, que buscaban caracterizar la densidad de los vecindarios de cuásares del Universo primitivo, han arrojado resultados contradictorios.
“Logramos establecer que es posible que la luminosidad del cuásar esté afectando a sus galaxias vecinas de una manera que las hace difícil de encontrar con los métodos tradicionales que son usados y que esto necesita mucha más investigación para ser realmente bien comprendido.
Adicionalmente, indica que, posiblemente, los resultados tan dispares que hay en la literatura se relacionan a no cubrir un área suficiente, pues se enfocan típicamente en las regiones afectadas por el cuásar.
La
manera en que establecemos la densidad del ambiente en donde vive un cuásar es
contando el número de galaxias vecinas y luego lo comparamos con el número que
esperamos en un lugar promedio del Universo. Si un estudio se enfoca en un área
pequeña cerca del cuásar, puede no encontrar muchas galaxias por el efecto del
cuásar, aún cuando realmente estén ahí”, comenta Roberto Assef.
Los estudios han demostrado que los cuásares del Universo primitivo tienen agujeros negros tan masivos que deben haber estado tragando gas a tasas muy altas, lo que lleva a la mayoría de los astrónomos a creer que estos cuásares se formaron en algunos de los entornos más densos del Universo, donde el gas estaba más disponible.
Sin embargo, las mediciones observacionales que buscan confirmar esta conclusión han arrojado, hasta ahora, resultados contradictorios. Ahora, este estudio que utilizó la cámara de energía oscura (DECam) señala el camino hacia una explicación de estas observaciones dispares y también un marco lógico para conectar la observación con la teoría.
Para su investigación, el equipo necesitaba un cuásar con una distancia bien definida, para lo que sirvió el VIK 2348–3054, cuya distancia fue determinada por observaciones previas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).
Luego, el campo de visión de tres grados cuadrados de DECam proporcionó una visión expansiva de su vecindario cósmico, ya que también está equipado con un filtro de banda estrecha perfectamente adaptado para detectar sus galaxias compañeras.
Esto permitió contar la cantidad de galaxias compañeras alrededor del cuásar al detectar un tipo muy específico de luz que emiten, conocida como radiación Lyman-alfa, que es una firma energética específica del hidrógeno, que se produce cuando se ioniza y luego se recombina durante el proceso de formación estelar.
Estas trazas son típicas en galaxias más jóvenes y más pequeñas y su emisión puede utilizarse para medir de forma fiable su distancia. Así permiten construir un mapa detallado del vecindario de un cuásar.
Después de mapear sistemáticamente la región del espacio alrededor del cuásar VIK J2348-3054, los investigadores encontraron 38 galaxias compañeras en el entorno más amplio a su alrededor (hasta una distancia de 60 millones de años luz), lo que es consistente con lo que se espera para los cuásares que residen en regiones densas.
Sin embargo, se sorprendieron al descubrir que a menos de 15 millones de años luz del cuásar no existían compañeras.
Este descubrimiento presenta nuevas interrogantes, principalmente, ¿qué crea esta escasez de galaxias alrededor del cuásar?
“Por supuesto, no lo sabemos con certeza, pero en el artículo planteamos que una de las posibles razones es la retroalimentación negativa del cuásar, en la que éste afecta a sus galaxias compañeras, lo que dificulta su detección.
La intensidad de la radiación del cuásar puede ser lo suficientemente grande como para influir o, potencialmente, detener la formación de estrellas en estas galaxias compañeras. Esto es clave para producir el trazador que usamos para encontrar estas galaxias compañeras con DECam, por lo que la falta de nuevas estrellas las haría invisibles para nuestras observaciones”, concluye Roberto Assef, Investigador Principal del CATA y académico de la Universidad Diego Portales.
Las estrellas en las galaxias se forman a partir de gas que es lo suficientemente frío como para colapsar bajo su propia gravedad. Los cuásares luminosos pueden ser potencialmente tan brillantes como para iluminar este gas en las galaxias cercanas y calentarlo, evitando este colapso.
El equipo está realizando observaciones adicionales para obtener espectros y confirmar la supresión de la formación estelar. También planean observar otros cuásares para construir un tamaño de muestra más robusto.
Asimismo, esperan que la productividad se amplifique enormemente con el próximo Observatorio Vera Rubin de la NSF y el DOE, una instalación de próxima generación que revelará aún más sobre el Universo primitivo y estos extraordinarios objetos.
No hay comentarios:
Publicar un comentario