Descubren de qué se alimentaron los primeros agujeros negros del universo

El 'Amanecer Cósmico', como se denomina a las primeras etapas de la formación del universo -cuando nacieron las primeras estrellas, galaxias y estrellas-, acaba de ser estudiado por un equipo internacional de científicos liderados por el astrónomo del Instituto Max Planck de Astronomía de Heidelberg (Alemania), Emanuele Paolo Farina. La investigación, realizada con la ayuda del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Astral (ESO), se publica ha publicado en The Astrophysical Journal.

Con la ayuda de este telescopio, los científicos han podido observar reservorios de gas frío alrededor de algunas de las primeras galaxias del universo y han visto que esos halos de gas son el alimento «perfecto» para los agujeros negros supermasivos.

«Ahora podemos demostrar, por primera vez, que las galaxias primordiales tienen suficiente comida en su entorno para mantener tanto el crecimiento de agujeros negros supermasivos como la intensa formación de estrellas», destaca Farina.

«Esto añade una pieza fundamental al rompecabezas que los astrónomos están armando para describir cómo se formaron las estructuras cósmicas hace más de doce mil millones de años».

Y es que, hasta ahora, para los astrónomos, una de las mayores incógnitas de la historia del cosmos era cómo lograron los agujeros negros supermasivos crecer tanto y en una etapa tan temprana de la historia del universo.

«La presencia de estos primeros monstruos, con masas de varios miles de millones de veces la masa de nuestro Sol, es un gran misterio«, explica Farina pero hasta ahora no se habían detectado »alimentos para agujeros negros« -gas y polvo- en cantidades lo suficientemente grandes como para explicar su rápido crecimiento.

Observaciones previas hechas con ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), revelaron en estas primeras galaxias había gran cantidad de polvo y gas que alimentaron la rápida formación de estrellas, sin embargo, esas observaciones sugerían que las estrellas dejaban «pocas sobras» para alimentar a un agujero negro.

Para resolver el misterio, Farina y sus colegas utilizaron el instrumento MUSE, instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, en el desierto chileno de Atacama, para estudiar cuásares, objetos extremadamente brillantes alimentados por agujeros negros supermasivos que se encuentran en el centro de galaxias masivas.

Los investigadores estudiaron 31 cuásares, y los vieron tal y como eran hace más de 12.500 millones de años, en un momento en que el universo todavía era un bebé y solo tenía unos 870 millones de años de edad.

Así, descubrieron que doce de los cuásares estudiados estaban rodeados por enormes reservorios de gas: halos de frío y denso gas de hidrógeno que se extienden 100.000 años luz desde los agujeros negros centrales y con miles de millones de veces la masa del Sol.

El equipo, integrado por astrónomos de Alemania, Estados Unidos, Italia y Chile, también descubrió que estos halos de gas estaban estrechamente unidos a las galaxias y fueron «la fuente de alimento perfecta» para mantener tanto el crecimiento de agujeros negros supermasivos como la intensa formación estelar.