Fuente de emisión de radio más distante jamás conocida

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A13 mil millones de años luz de distancia.

La impresión de este artista muestra el aspecto del distante quásar P172 + 18 y sus radio-jets. Hasta la fecha (principios de 2021), este es el cuásar con chorros de radio más distante jamás encontrado y se estudió con la ayuda del Very Large Telescope de ESO. Es tan distante que la luz ha viajado durante unos 13 mil millones de años para llegar a nosotros: lo vemos como era cuando el Universo tenía solo unos 780 millones de años. Crédito: ESO / M. Kornmesser

La impresión de este artista muestra el aspecto del distante quásar P172 + 18 y sus radio-jets.

Con la ayuda del Observatorio Europeo del Sur Very Large Telescope ( ESO VLT ‘s), los astrónomos han descubierto y estudiado en detalle la fuente más lejana de la emisión de radio conocida hasta la fecha. La fuente es un cuásar «radio-ruidoso», un objeto brillante con potentes chorros que emiten en longitudes de onda de radio, que está tan lejos que su luz ha tardado 13 mil millones de años en llegar hasta nosotros. El descubrimiento podría proporcionar pistas importantes para ayudar a los astrónomos a comprender el Universo primitivo.

Los quásares son objetos muy brillantes que se encuentran en el centro de algunas galaxias y están alimentados por agujeros negros supermasivos. A medida que el agujero negro consume el gas circundante, se libera energía, lo que permite a los astrónomos detectarlos incluso cuando están muy lejos.

El quásar recién descubierto, apodado P172 + 18, está tan distante que la luz de él ha viajado durante unos 13 mil millones de años para llegar hasta nosotros: lo vemos como era cuando el Universo tenía alrededor de 780 millones de años. Si bien se han descubierto cuásares más distantes, esta es la primera vez que los astrónomos han podido identificar las firmas reveladoras de chorros de radio en un quásar tan temprano en la historia del Universo. Solo alrededor del 10% de los quásares, que los astrónomos clasifican como «radio-ruidosos», tienen chorros que brillan intensamente en las frecuencias de radio. [1]

P172 + 18 está alimentado por un agujero negro unas 300 millones de veces más masivo que nuestro Sol que consume gas a un ritmo asombroso. “El agujero negro está devorando materia muy rápidamente, creciendo en masa a una de las tasas más altas jamás observadas”, explica la astrónoma Chiara Mazzucchelli, miembro de ESO en Chile, quien dirigió el descubrimiento junto con Eduardo Bañados del Instituto Max Planck de Astronomía. en Alemania.

Con la ayuda del Very Large Telescope de ESO, los astrónomos han descubierto y estudiado en detalle la fuente de emisión de radio más distante conocida hasta la fecha. La fuente es un cuásar «radio-ruidoso», un objeto brillante con potentes chorros que emiten en longitudes de onda de radio, que está tan lejos que su luz ha tardado 13 mil millones de años en llegar hasta nosotros. Este video resume el descubrimiento. Crédito: ESO

Los astrónomos creen que existe un vínculo entre el rápido crecimiento de los agujeros negros supermasivos y los poderosos chorros de radio detectados en cuásares como P172 + 18. Se cree que los chorros son capaces de perturbar el gas alrededor del agujero negro, aumentando la velocidad a la que cae el gas. Por lo tanto, el estudio de los cuásares radio-ruidosos puede proporcionar información importante sobre cómo los agujeros negros en el Universo temprano crecieron hasta alcanzar sus tamaños supermasivos. rápidamente después del Big Bang .

“Me parece muy emocionante descubrir ‘nuevos’ agujeros negros por primera vez y proporcionar un bloque de construcción más para comprender el Universo primordial, de dónde venimos y, en última instancia, a nosotros mismos”, dice Mazzucchelli.

Esta imagen de campo amplio de luz visible de la región alrededor del cuásar distante P172 + 18 se creó a partir de imágenes del Digital Sky Survey 2. El objeto en sí se encuentra muy cerca del centro y no es visible en esta imagen,

P172 + 18 fue reconocido por primera vez como un cuásar lejano, después de haber sido identificado previamente como una fuente de radio, en el Telescopio Magallanes en el Observatorio Las Campanas en Chile por Bañados y Mazzucchelli. “Tan pronto como obtuvimos los datos, los inspeccionamos a ojo y supimos de inmediato que habíamos descubierto el cuásar radio-ruidoso más distante conocido hasta ahora”, dice Bañados.

Sin embargo, debido a un breve tiempo de observación, el equipo no tenía suficientes datos para estudiar el objeto en detalle. Siguió una serie de observaciones con otros telescopios, incluido el instrumento X-shooter en el VLT de ESO, que les permitió profundizar en las características de este cuásar, incluida la determinación de propiedades clave como la masa del agujero negro y la rapidez con que se alimenta. hasta la materia de su entorno. Otros telescopios que contribuyeron al estudio incluyen Very Large Array del Observatorio Nacional de Radioastronomía y el Telescopio Keck en los EE. UU.

Esta secuencia de video comienza con una vista de campo amplio de la región del cielo alrededor de P172 + 18 y se acerca al cuásar muy distante, un objeto brillante que se encuentra en el centro de una galaxia remota y está alimentado por un agujero negro supermasivo. La propia galaxia está rodeada por una burbuja muy grande de gas ionizado; Las impresiones del artista tanto de la burbuja como de la galaxia se ven en la secuencia. La vista final es la impresión de un artista del quásar y sus chorros de radio. Crédito: ESO / M. Kornmesser / L. Calçada / Digital Sky Survey 2 / N. Risinger (skysurvey.org)

Si bien el equipo está entusiasmado con su descubrimiento, que aparecerá en The Astrophysical Journal , creen que este cuásar radio-ruidoso podría ser el primero de muchos que se encontrarán, quizás a distancias cosmológicas aún mayores. “Este descubrimiento me hace optimista y creo, y espero, que pronto se batirá el récord de distancia”, dice Bañados.

Las observaciones con instalaciones como ALMA , en la que ESO es socio, y con el próximo Extremely Large Telescope (ELT) de ESO podrían ayudar a descubrir y estudiar más de estos objetos del universo temprano en detalle.

Notas
[1] Las ondas de radio que se utilizan en astronomía tienen frecuencias entre aproximadamente 300 MHz y 300 GHz.

Más información
Esta investigación se presenta en el artículo “El descubrimiento de un cuásar radio-ruidoso de gran acreción en z = 6,82” que aparece en The Astrophysical Journal .

El equipo está compuesto por Eduardo Bañados (Max-Planck-Institut für Astronomie [MPIA], Alemania, y The Observatories of the Carnegie Institution for Science, EE. UU.), Chiara Mazzucchelli (European Southern Observatory, Chile), Emmanuel Momjian (National Radio Astronomy Observatorio [NRAO], EE. UU.), Anna-Christina Eilers ( Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT , EE. UU.), Feige Wang (Observatorio Steward, Universidad de Arizona, EE. UU.), Jan-Torge Schindler (MPIA), Thomas Connor (Jet Laboratorio de propulsión [ JPL], Instituto de Tecnología de California, EE. UU.), Irham Taufik Andika (MPIA e International Max Planck Research School for Astronomy & Cosmic Physics en la Universidad de Heidelberg, Alemania), Aaron J. Barth (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de California, Irvine, EE. UU.), Chris Carilli (NRAO y Grupo de Astrofísica, Laboratorio Cavendish, Universidad de Cambridge, Reino Unido), Frederick Davies (MPIA), Roberto Decarli (INAF Bolonia – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio, Italia), Xiaohui Fan (Steward Observatorio, Universidad de Arizona, EE. UU.), Emanuele Paolo Farina (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Alemania), Joseph F. Hennawi (Departamento de Física, Broida Hall, Universidad de California, Santa Bárbara, EE. UU.), Antonio Pensabene (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Alma Mater Studiorum, Universita di Bologna, Italia e INAF Bologna),Daniel Stern (JPL), Bram P. Venemans (MPIA), Lukas Wenzl (Departamento de Astronomía, Universidad de Cornell, EE. UU. Y MPIA) y Jinyi Yang (Observatorio Steward, Universidad de Arizona, EE. UU.).

Fuente: https://youtu.be/YdlfBYRDACM