El telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA ha identificado los blazares de rayos gamma más lejanos, un tipo de galaxia cuyas intensas emisiones son impulsadas por agujeros negros de gran tamaño. La luz del objeto más distante comenzó su viaje hacia nosotros cuando el universo tenía 1.400 millones de años. o casi el 10 por ciento de su edad actual.

"A pesar de su juventud, Estos blazares remotos albergan algunos de los agujeros negros más masivos conocidos, "dijo Roopesh Ojha, un astrónomo en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Que se hayan desarrollado tan temprano en la historia cósmica desafía las ideas actuales sobre cómo se forman y crecen los agujeros negros supermasivos, y queremos encontrar más de estos objetos para ayudarnos a comprender mejor el proceso ".

Ojha presentó los hallazgos el lunes, 30 de enero en la reunión de la Sociedad Estadounidense de Física en Washington, y se ha enviado un documento que describe los resultados a The Cartas de revistas astrofísicas .

Los blazares constituyen aproximadamente la mitad de las fuentes de rayos gamma detectadas por el telescopio de área grande de Fermi (LAT). Los astrónomos creen que sus emisiones de alta energía son impulsadas por materia calentada y desgarrada cuando cae de un almacenamiento, o acreción, disco hacia un agujero negro supermasivo con un millón o más de veces la masa del sol. Una pequeña parte de este material que cae se redirige a un par de chorros de partículas, que explotan hacia afuera en direcciones opuestas a casi la velocidad de la luz. Los blazares aparecen brillantes en todas las formas de luz, incluidos los rayos gamma, la luz de mayor energía, cuando uno de los chorros apunta casi directamente hacia nosotros.

Previamente, los blazares más distantes detectados por Fermi emitieron su luz cuando el universo tenía unos 2.100 millones de años. Observaciones anteriores mostraron que los blazares más distantes producen la mayor parte de su luz a energías justo entre el rango detectado por el LAT y los satélites de rayos X actuales. lo que hizo que encontrarlos fuera extremadamente difícil.

Luego, en 2015, el equipo de Fermi lanzó un reprocesamiento completo de todos los datos LAT, llamado Pass 8, que marcó el comienzo de tantas mejoras que los astrónomos dijeron que era como tener un instrumento nuevo. La sensibilidad aumentada del LAT a energías más bajas aumentó las posibilidades de descubrir blazares más lejanos.

El equipo de investigación fue dirigido por Vaidehi Paliya y Marco Ajello en la Universidad de Clemson en Carolina del Sur e incluyó a Dario Gasparrini en el Centro de Datos Científicos de la Agencia Espacial Italiana en Roma, así como a Ojha. Comenzaron por buscar las fuentes más lejanas en un catálogo de 1,4 millones de cuásares, una clase de galaxias estrechamente relacionada con los blazares. Debido a que solo las fuentes más brillantes pueden detectarse a grandes distancias cósmicas, luego eliminaron todos los objetos excepto los más brillantes en longitudes de onda de radio de la lista. Con una muestra final de aproximadamente 1, 100 objetos, Luego, los científicos examinaron los datos LAT de todos ellos, resultando en la detección de cinco nuevos blazares de rayos gamma.

Expresado en términos de corrimiento al rojo, la medida preferida por los astrónomos del cosmos profundo, los nuevos blazares van del corrimiento al rojo de 3.3 a 4.31, lo que significa que la luz que ahora detectamos de ellos comenzó su camino cuando el universo tenía entre 1.9 y 1.4 mil millones de años, respectivamente.

"Una vez que encontramos estas fuentes, recopilamos todos los datos de longitudes de onda múltiples disponibles sobre ellos y propiedades derivadas como la masa del agujero negro, la luminosidad del disco de acreción, y la potencia del jet, "dijo Paliya.

Dos de los blazares cuentan con agujeros negros de mil millones de masas solares o más. Todos los objetos poseen discos de acreción extremadamente luminosos que emiten más de dos billones de veces la producción de energía de nuestro sol. Esto significa que la materia cae continuamente hacia adentro, acorralado en un disco y calentado antes de hacer la zambullida final en el agujero negro.

"La pregunta principal ahora es cómo se pudieron haber formado estos enormes agujeros negros en un universo tan joven, ", dijo Gasparrini." No sabemos qué mecanismos desencadenaron su rápido desarrollo ".

Mientras tanto, el equipo planea continuar una búsqueda profunda de ejemplos adicionales.

"Creemos que Fermi ha detectado solo la punta del iceberg, los primeros ejemplos de una población de galaxias que anteriormente no se había detectado en rayos gamma, "dijo Ajello.