Utilizando simulaciones por computadora, un equipo de investigadores dirigido por científicos de la Universidad de Cambridge exploró cómo los agujeros negros supermasivos crecieron rápidamente durante las primeras etapas del universo, cuando las primeras estrellas y galaxias comenzaban a formarse. Simularon las condiciones del universo primitivo, centrándose en las interacciones entre la materia oscura, el gas y los agujeros negros.
Las simulaciones mostraron que los primeros quásares se formaron a partir de gas prístino en un proceso llamado "acreción en frío". En la acreción fría, el gas se enfría a medida que cae sobre un agujero negro supermasivo, formando un denso disco de gas alrededor del agujero negro. Este disco se vuelve inestable y se fragmenta, lo que lleva a la formación de enormes acumulaciones de gas que colapsan aún más bajo su gravedad.
A medida que estos cúmulos de gas caen hacia el agujero negro, se calientan debido a la fricción y liberan enormes cantidades de energía en forma de radiación, creando un quásar. La producción de energía de estos quásares es tan poderosa que puede eclipsar a galaxias enteras.
Los investigadores descubrieron que la formación de los primeros quásares estuvo influenciada por varios factores, incluida la masa del agujero negro supermasivo, la cantidad de gas disponible para la acreción y la densidad de la materia oscura en la región circundante. Demostraron que la combinación de estos factores creó condiciones favorables para el rápido crecimiento de agujeros negros supermasivos y la formación de quásares en el universo primitivo.
El estudio también sugiere que los primeros cuásares podrían desempeñar un papel importante en la evolución e ionización del universo. La intensa radiación emitida por los quásares puede calentar e ionizar el gas circundante, contribuyendo a la ionización del medio intergaláctico (IGM) y a la formación de las primeras estrellas y galaxias.
El Dr. Yuval Birnboim, del Instituto de Astronomía de Cambridge y autor principal del estudio, dijo:"Nuestras simulaciones brindan una visión tentadora del amanecer cósmico, cuando los primeros quásares iluminaron el universo. Comprender la formación de estos poderosos objetos es crucial para desentrañar los misterios de la formación de galaxias y el universo temprano".
Al descubrir el mecanismo de formación de los primeros quásares, el equipo de investigación ha proporcionado información valiosa sobre las primeras etapas del universo y la evolución de los agujeros negros supermasivos. Los hallazgos profundizan nuestra comprensión de los complejos procesos que dieron forma al universo que observamos hoy.
