ALMA detects the shadow of a jet of molecular gas in a quasar in the early Universe

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Un cuásar es una región compacta dotada de un agujero negro supermasivo ubicado en el centro de una galaxia masiva. Se trata de objetos extremadamente luminosos, de apariencia similar a la de una estrella, ubicados muy lejos de la Tierra. Al ser tan distantes y brillantes, nos ofrecen un atisbo de las condiciones del Universo primitivo, cuando su edad no superaba los 1.000 millones de años.

 

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Representación artística de un chorro de gas molecular del cuásar J2054-0005. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).

Un equipo de investigación dirigido por el profesor asistente Dragan Salak, de la Universidad de Hokkaido, el profesor asistente Takuya Hashimoto, de la Universidad de Tsukuba, y el profesor Akio Inoue, de la Universidad Waseda, obtuvo la primera prueba de un fenómeno de supresión de formación estelar causado por un chorro de gas molecular en una galaxia que alberga un cuásar en el Universo primitivo. Sus hallazgos, basados en observaciones realizadas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array(ALMA), en Chile, se publicaron en The Astrophysical Journal.

 

El gas molecular es vital para que nazcan las estrellas. Al ser el principal combustible de la formación estelar, la ubicuidad y la alta concentración del gas molecular en una galaxia tendería a causar el nacimiento de un gran número de estrellas. Sin embargo, al expulsar el gas hacia el espacio intergaláctico antes de que este logre alimentar el proceso de formación de estrellas, los chorros moleculares terminan impidiendo el nacimiento de estrellas en las galaxias que albergan cuásares.

 

“Los estudios teóricos sugieren que los chorros de gas molecular desempeñan un papel importante en la formación de las estrellas y la evolución de las galaxias durante su infancia, puesto que pueden regular la formación estelar”, explica Dragan Salak. “Los cuásares son fuentes especialmente energéticas, por eso esperábamos que fueran capaces de generar intensos chorros”.

 

El cuásar observado por el equipo, denominado J2054-0005, presenta un desplazamiento al rojo muy pronunciado, pues parece estar distanciándose a gran velocidad de la Tierra. “Al ser uno de los cuásares más brillantes del Universo distante, J2054-0005 es un excelente candidato para estudiar los chorros intensos, y por eso decidimos observarlo”, explica Takuya Hashimoto.

 

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El equipo de investigación usó ALMA, instrumento clave en este estudio al ser el único telescopio del mundo con la sensibilidad y la cobertura de frecuencia necesarias para detectar chorros de gas molecular en el Universo primitivo.

 

Acerca del método empleado en el estudio, Dragan Salak comenta: “El chorro de gas molecular (OH) se descubrió en la absorción. Esto significa que no observamos la radiación de microondas proveniente directamente de las moléculas de OH, sino la radiación proveniente del brillante cuásar, y con absorción nos referimos a que las moléculas de OH absorbieron parte de la radiación del cuásar. Fue como revelar la presencia de un gas observando la ‘sombra’ que proyecta frente a la fuente de luz”.

 

Los hallazgos de este estudio constituyen el primer indicio fehaciente de la existencia de intensos chorros de gas molecular provenientes de galaxias con cuásar que incidían en la evolución galáctica cuando el Universo era muy joven. “El gas molecular es un componente muy importante de las galaxias, porque es el combustible que alimenta los procesos de formación estelar”, concluye Dragan Salak. “Nuestro hallazgo demuestra que los cuásares son capaces de inhibir la formación de estrellas en su galaxia anfitriona al expulsar el gas molecular hacia el espacio intergaláctico”.

Octavio Alonso