El proceso mediante el cual la materia oscura transforma agujeros negros supermasivos en quásares de alta energía se ha producido a lo largo de la historia, influyendo en la evolución pasada del universo. Hay un agujero negro supermasivo en el centro de cada galaxia. Después de superar cierto tamaño, estos agujeros negros se vuelven activos, emiten grandes cantidades de radiación y se denominan cuásares. Se cree que la activación de estos quásares se debe a la presencia de halos masivos de materia oscura (DMH) alrededor de las galaxias, que atraen materia hacia el centro de la galaxia y proporcionan energía al agujero negro.
Un equipo de investigación de la Universidad de Tokio ha descubierto que los quásares, influenciados por el halo de materia oscura que los rodea, tienen patrones de activación consistentes a lo largo de la historia del universo. Esta investigación proporciona nuevos conocimientos sobre la formación y el crecimiento de los agujeros negros y la evolución más amplia del universo.
Un equipo de investigadores, incluidos científicos de la Universidad de Tokio, examinó cientos de quásares antiguos por primera vez y descubrió que este comportamiento es notablemente consistente a lo largo de la historia. Esto es sorprendente porque muchos procesos a gran escala cambian a lo largo de la vida del universo, por lo que los mecanismos de activación de los quásares pueden tener implicaciones para la evolución de todo el universo.
Medición de halos de materia oscura
Medir la masa de un halo de materia oscura no es fácil; es una sustancia notoriamente esquiva, y la palabra "materia" no es una exageración para describirla, porque aún no se conocen las propiedades reales de la materia oscura. Sólo sabemos que existe por su influencia gravitacional sobre grandes estructuras como las galaxias. Por lo tanto, la materia oscura sólo puede medirse observando su influencia gravitacional sobre las cosas. Esto incluye la forma en que la materia oscura atrae o afecta el movimiento de los objetos, o el efecto de lente (curvatura de la luz) de los objetos detrás de una región similar a la materia oscura.
Este desafío se vuelve aún mayor a distancias mayores, porque la luz de fenómenos más distantes y más antiguos puede ser muy tenue. Pero eso no ha impedido que el profesor Nobuge Kashiwagawa del Departamento de Astronomía y su equipo intenten responder una pregunta de larga data en astronomía: ¿Cómo nacen los agujeros negros y cómo crecen?
Los investigadores están particularmente interesados en explorar cuestiones relacionadas con los agujeros negros supermasivos, el tipo de agujero negro más grande que existe en el centro de cada galaxia. Estudiarlos sería muy difícil si no fuera porque algunos agujeros negros supermasivos son tan masivos que comienzan a expulsar chorros de material o bolas de radiación extremadamente potentes, convirtiéndose en ambos casos en lo que llamamos quásares. Estos quásares son tan poderosos que ahora podemos observarlos con tecnología moderna, incluso desde grandes distancias.
Resultados de la investigación e importancia.
Baichuan dijo: "Medimos por primera vez la masa típica del halo de materia oscura que rodea los agujeros negros activos en el universo hace unos 13 mil millones de años. Descubrimos que la masa DMH de los quásares es muy estable, alrededor de 10 billones de veces la masa del Sol. Ya hemos medido la masa más nueva alrededor de los quásares. El DMH realizó mediciones que son sorprendentemente similares a las que vemos en los quásares más antiguos, lo cual es interesante porque muestra que hay una masa DMH característica que parece activarse. cuásares, ya sea que haya ocurrido hace miles de millones de años o ahora".
Los quásares lejanos parecen débiles porque la luz que los abandonó hace mucho tiempo se ha extendido, ha sido absorbida por el material intermedio y estirada hasta longitudes de onda infrarrojas casi invisibles por la expansión a largo plazo del universo. Por lo tanto, Hashikawa y su equipo comenzaron a estudiar el cielo en 2016 utilizando una variedad de instrumentos diferentes, el más importante de los cuales es el Telescopio japonés Subaru en Hawaii, EE. UU.
Kashiwakawa dijo: "El telescopio Subaru mejorado puede ver más lejos que antes, pero podemos aprender más ampliando los proyectos de observación internacionales. El Observatorio Vera-C-Rubin en los Estados Unidos e incluso el satélite espacial Euclid de la Unión Europea lanzado este año escanearán un rango más amplio del cielo y descubrirán más DMH alrededor de los cuásares. Podemos comprender más completamente la relación entre las galaxias y los agujeros negros supermasivos. Esto puede ayudarnos a comprender cómo se forman y crecen los agujeros negros".