Los cuásares son fenómenos cósmicos de una luminosidad y energía extraordinarias, impulsados por agujeros negros supermasivos que pueden tener masas de millones a miles de millones de veces la de nuestro Sol. Estos colosos gravitacionales absorben materia circundante a velocidades asombrosas, generando una intensa radiación que puede eclipsar a galaxias enteras, a pesar de que su tamaño no supera el de nuestro sistema solar.
El descubrimiento de agujeros negros de miles de millones de masas solares en cuásares distantes ha desafiado los modelos de crecimiento convencionales en astrofísica. Los científicos han observado estos agujeros negros supermasivos (SMBH, por sus siglas en inglés) a desplazamientos al rojo superiores a z≳6, cuando el universo tenía menos de mil millones de años. Este tiempo es teóricamente insuficiente para que alcancen tales masas a través de la acumulación estándar limitada por Eddington, un proceso que describe la máxima tasa a la cual la materia puede caer en un agujero negro mientras se mantiene el equilibrio entre la atracción gravitacional y la presión de radiación.
Investigaciones sobre el crecimiento de cuásares
Investigaciones recientes han puesto de manifiesto que los cuásares de esta era temprana presentan tiempos de vida activos sorprendentemente cortos, inferiores a un millón de años, y en algunos casos, tan breves como mil años. Un equipo de investigadores liderado por Dominika Ďurovčíková del Instituto Kavli de Astrofísica y Investigación Espacial del MIT ha estado explorando mecanismos alternativos de crecimiento, como la acreción super-Eddington episódica, fusiones de agujeros negros y crecimiento asistido por chorros, para explicar cómo estos gigantes cósmicos pudieron desarrollar su masa tan rápidamente en el universo primitivo.
El equipo se centró en cuásares jóvenes con zonas de proximidad inusualmente pequeñas, lo que sugiere una duración activa muy breve. Al investigar la presencia de neblinas de Lyman-alfa, que son enormes nubes de gas hidrógeno que emiten luz, intentaron determinar si estos objetos están realmente en sus primeras fases de acreción, lo cual se indicaría por la pequeña o ausente neblina, o si sus zonas de proximidad reducidas podrían ser causadas por efectos de ocultación direccional que impiden una emisión nebular más extensa.
Los hallazgos, que han sido publicados en el servidor de preprints arXiv, aportan evidencia convincente de que estos cuásares distantes han encendido recientemente sus motores de intensa acreción, revelando agujeros negros supermasivos atrapados en los momentos iniciales de sus fases activas de alimentación. Esta observación desafía profundamente los modelos convencionales de crecimiento de agujeros negros supermasivos, sugiriendo que estos colosos cósmicos han alcanzado sus enormes masas mediante mecanismos que contradicen nuestra comprensión actual de los procesos de acumulación gradual en el universo temprano.
Más información:
Dominika Ďurovčíková et al, Mediciones de la vida útil de cuásares a partir de neblinas extendidas de Lyα en z∼6, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2505.00080
Información de la revista:
arXiv
