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ALMA detecta la sombra de una salida molecular de un quásar cuando el Universo tenía menos de mil millones de años

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Impresión artística de una salida de gas molecular del cuásar J2054-0005. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

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Impresión artística de una salida de gas molecular del cuásar J2054-0005. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Las predicciones teóricas se confirmaron con el descubrimiento de una salida de gas molecular de un cuásar cuando el Universo tenía menos de mil millones de años.

Un cuásar es una región compacta impulsada por un agujero negro supermasivo ubicado en el centro de una galaxia masiva. Son extremadamente luminosas, con una apariencia puntiaguda similar a las estrellas, y se encuentran extremadamente alejadas de la Tierra. Debido a su distancia y brillo, proporcionan una visión de las condiciones del Universo temprano, cuando tenía menos de mil millones de años.

Un equipo de investigadores dirigido por el profesor asistente Dragan Salak de la Universidad de Hokkaido, el profesor asistente Takuya Hashimoto de la Universidad de Tsukuba y el profesor Akio Inoue de la Universidad de Waseda ha descubierto la primera evidencia de supresión de la formación estelar impulsada por un flujo de gas molecular en una galaxia anfitriona de quásares. en el universo primitivo. Sus hallazgos, basados ​​en observaciones realizadas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile, se publicaron en La revista astrofísica.

El gas molecular es vital para la formación de estrellas. Como principal combustible para la formación estelar, la ubicuidad y las altas concentraciones de gas molecular dentro de una galaxia conducirían a la formación de un gran número de estrellas. Al expulsar este gas al espacio intergaláctico más rápido de lo que podría ser consumido por la formación estelar, los flujos moleculares suprimen eficazmente la formación estelar en galaxias que albergan quásares.

Un grupo de antenas ALMA de 12 m observando el cielo nocturno. Las observaciones en este estudio se realizaron utilizando antenas de 12 m. Crédito: Foto: ESO/Y. beletsky

«Los trabajos teóricos sugieren que la desgasificación molecular juega un papel importante en la formación y evolución de las galaxias desde una edad temprana, porque pueden regular la formación de estrellas», explica Salak. «Los cuásares son fuentes especialmente energéticas, por lo que esperábamos que pudieran generar potentes flujos de salida».

El quásar observado por los investigadores, J2054-0005, tiene un corrimiento al rojo muy alto: aparentemente, él y la Tierra se están alejando el uno del otro muy rápidamente.

«J2054-0005 es uno de los quásares más brillantes del universo distante, por lo que decidimos considerar este objeto como un excelente candidato para estudiar potentes flujos de salida», dice Hashimoto.

Los investigadores utilizaron ALMA para observar la salida de gas molecular del cuásar. Como el único telescopio en el mundo que tiene la sensibilidad y cobertura de frecuencia para detectar flujos de gases moleculares en el Universo temprano, ALMA fue fundamental para este estudio.

Hablando sobre el método utilizado en el estudio, Salak dijo: «El gas molecular (OH) que fluye se descubrió en la absorción. Esto significa que no observamos radiación de microondas proveniente directamente de las moléculas de OH, sino que observamos la radiación proveniente de «El cuásar brillante, y la absorción significa que las moléculas de OH absorbieron parte de la radiación del cuásar. Por lo tanto, fue como revelar la presencia de un gas al ver la 'sombra' que proyecta frente a la fuente de luz».

La producción 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 en una longitud de onda más corta (línea azul sólida), un fenómeno conocido como efecto Doppler. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) modificado de Dragan Salak, et al. La revista astrofísica. 1 de febrero de 2024

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La producción 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 en una longitud de onda más corta (línea azul sólida), un fenómeno conocido como efecto Doppler. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) modificado de Dragan Salak, et al. La revista astrofísica. 1 de febrero de 2024

Los hallazgos de este estudio son la primera evidencia sólida de que existen poderosas salidas de gas molecular de las galaxias anfitrionas de quásares y que impactan la evolución de las galaxias en la era cósmica temprana.

«El gas molecular es un componente muy importante de las galaxias porque es el combustible para la formación de estrellas», concluye Salak. «Nuestros hallazgos muestran que los quásares son capaces de suprimir la formación de estrellas en sus galaxias anfitrionas al expulsar gas molecular al espacio intergaláctico».

Mas informaciones:
Flujo molecular en cuásar de la época de reionización J2054-0005 revelado por observaciones de OH 119 μm, La revista astrofísica (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad0df5

Información del diario:
Diario astrofísico


Prudencia Febo

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