Los astrónomos han descubierto «halos de gas» alrededor de algunas de las primeras galaxias del universo. Se trata de un hallazgo que, según los científicos, podría servir de alimento a los agujeros negros supermasivos que se encuentran en su centro, y que llena una de las piezas que faltan en el rompecabezas de la formación del universo primitivo hace miles de millones de años.

«Ahora podemos demostrar, por primera vez, que las galaxias primigenias tienen suficiente alimento en su entorno para sostener tanto el crecimiento de los agujeros negros supermasivos como la vigorosa formación de estrellas», dijo en un comunicado el autor principal, Emanuele Paolo Farina, del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg (Alemania).

«Esto añade una pieza fundamental al rompecabezas que los astrónomos están construyendo para imaginar cómo se formaron las estructuras cósmicas hace más de 12.000 millones de años».

Los primeros agujeros negros que poblaron el Universo primitivo eran extraordinariamente grandes, «con masas de varios miles de millones de veces la masa de nuestro Sol», dijo Farina. Se ha supuesto que, debido al gran tamaño de estos agujeros negros, tuvieron que haber crecido increíblemente rápido, un proceso que requiere grandes cantidades de gas y polvo que puedan proporcionar «alimento» a los agujeros negros supermasivos. Pero cómo lo consiguieron exactamente sigue siendo un misterio.

Ilustración Agujero negro supermasivo
Ilustración de un agujero negro supermasivo. Los astrónomos han detectado el débil resplandor de los «halos de gas» que rodean algunos de los objetos más antiguos del Universo.
Thibault Renard/iStock

Escrito en The Astrophysical JournalFarina y sus colegas describen cómo han detectado depósitos (o «halos de gas») formados por gas hidrógeno frío alrededor de algunas de las primeras galaxias utilizando el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (ESO), situado en el desierto chileno de Atacama.

En concreto, el equipo observó los cuásares -fenómenos celestes extremadamente brillantes que se parecen un poco a las estrellas pero que, debido a su distancia de la Tierra, deben emitir mucha más energía.

Uno descubierto en 2015, como ejemplo, tiene la masa de 12.000 millones de masas solares y, según Revista Cosmosemite una energía equivalente a 420 billones de soles. Otros no son tan grandes, pero siguen estando entre los objetos más brillantes y distantes del universo. En sus centros se encuentran agujeros negros supermasivos.

El trabajo consistió en el estudio de 31 cuásares, que a los astrónomos les parecen hoy como habrían sido hace más de 12.500 millones de años, cuando el Universo tendría unos 870 millones de años, y prácticamente un bebé en términos astronómicos. De ellas, 12 parecían estar rodeadas por el «débil resplandor» de un aura formada por hidrógeno frío y denso. Según los investigadores, ocho de los 12 fueron descubiertos recientemente.

Estos halos se extienden casi 100.000 años luz hacia fuera del agujero negro, pero permanecieron estrechamente unidos, ofreciendo una fuente potencial de alimento para estos agujeros negros supermasivos, así como una posible explicación de cómo fueron capaces de crecer hasta tamaños tan colosales tan rápidamente.

«Son necesarias más investigaciones de las nebulosas detectadas para captar completamente el estado físico del material emisor», o halos de gas, escriben los autores del estudio, «sin embargo, nuestro estudio REQUIEM sugiere que los halos de los primeros cuásares contienen suficiente combustible para mantener la alta tasa de consumo de gas observada».

halo de gas
Esta imagen muestra uno de los halos de gas recientemente observados con el instrumento MUSE en el Very Large Telescope de ESO superpuesto a una imagen más antigua de una fusión de galaxias obtenida con ALMA. El halo de hidrógeno a gran escala se muestra en azul, mientras que los datos de ALMA se muestran en naranja.
ESO/Farina et al.; ALMA ESO/NAOJ/NRAO, Decarli et al.

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