Un equipo de astrónomos ha pesado, por primera vez, los halos de materia oscura que rodean los agujeros negros supermasivos que alimentan activamente los núcleos luminosos de galaxias antiguas.
Estos corazones impulsados por agujeros negros, o Cuásaresa menudo más brillante que la luz combinada de cada estrella del grupo galaxias Dales la vuelta. Estas zonas centrales superluminosas se «iluminan» cuando… Agujeros negros supermasivosque puede tener una masa miles de millones de veces la del cuerpo solcomienza a alimentarse con avidez de la materia circundante.
Según un nuevo estudio, los científicos sugieren Materia oscura Los halos que rodean a estas galaxias activas pueden ayudar a canalizar materia hacia el agujero negro central, actuando como un servicio de entrega cósmica que ayuda a alimentar a los gigantes. Este nuevo trabajo sugiere que este mecanismo de alimentación ya estaba funcionando en cientos de quásares antiguos, y sugiere que el proceso ha sido constante a lo largo de la historia del universo. Universo.
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«Hemos medido la masa típica de los halos de materia oscura que rodean un agujero negro activo en el universo por primera vez en unos 13 mil millones de años», dijo Nobunari Kashikawa, líder del equipo y profesor del Departamento de Astronomía de la Universidad de Tokio. Dijo en un comunicado. «Descubrimos que la masa del halo de materia oscura de los quásares es muy constante, aproximadamente 10 billones de veces la masa de nuestro Sol. Se han realizado mediciones de este tipo de la masa del halo de materia oscura moderno alrededor de los quásares, y estas mediciones son sorprendentemente similares a lo que vemos en el caso de quásares más antiguos».
«Esto es interesante porque indica la presencia de un halo de masa distinta de materia oscura que parece energizar el cuásar, independientemente de si ocurrió hace miles de millones de años o en la actualidad».
Esto no sólo es inesperado, sino que los agujeros negros supermasivos en los núcleos de las galaxias influyen fuertemente en la formación de galaxias. estrellas Y el crecimiento de las galaxias en general podría tener un profundo impacto en la comprensión de los científicos sobre cómo crecen las galaxias en las galaxias. Universo temprano De ahí cómo evolucionó el universo.
Peso del contenido de materia oscura de las galaxias antiguas.
La naturaleza de la materia oscura es un problema apremiante para la ciencia, porque aunque constituye alrededor del 85% de la materia de nuestro universo, no interactúa con la luz y, por lo tanto, permanece invisible para nosotros.
Los astrónomos pueden inferir la existencia de materia oscura a partir de los efectos de la gravedad y el efecto de este efecto sobre la materia cotidiana estándar que incluye estrellas, polvo cósmico, nubes de gas y planetas en galaxias, así como sobre la luz que pasa a través de esas galaxias. Este esquivo efecto gravitacional finalmente llevó a los científicos a darse cuenta de que la mayoría de las galaxias deben estar envueltas en un halo de materia oscura. Con solo gravedad Debido a que hay materia visible en su interior, las galaxias no podrán mantenerse juntas mientras giran a velocidades tan altas.
Pero incluso a medida que mejoran las técnicas para inferir la materia oscura, medir la masa de esta materia invisible en halos alrededor de galaxias cercanas es difícil. Medir la materia oscura alrededor de galaxias más distantes y, por lo tanto, tempranas ha resultado más difícil porque la luz proveniente de estas galaxias es muy débil.
Sin embargo, Kashikawa no estaba dispuesto a dejar que estos desafíos lo afectaran. Él y su equipo querían entender cómo hacerlo mejor. agujeros negros Crecieron en el universo primitivo y, gracias al brillo de cientos de los más grandes y poderosos de estos agujeros negros supermasivos que alimentan a los quásares, los investigadores han podido medir por primera vez los halos de materia oscura alrededor de galaxias antiguas.
La luz de estos antiguos quásares tardó hasta 13 mil millones de años en viajar a través del universo y llegar a los telescopios. Durante la odisea, esta luz perdió energía y sus longitudes de onda se expandieron, desplazándola más allá del extremo rojo del espectro de luz visible y hacia longitudes de onda infrarrojas, un proceso que los astrónomos llaman «corrimiento al rojo«.
En 2016, Kashikawa y su equipo comenzaron a recopilar datos infrarrojos de una variedad de estudios astronómicos realizados con una variedad de instrumentos, principalmente el Telescopio Subaru ubicado en Maunakea Peak en Hawaii.
Esto les permitió ver cómo la luz de estos quásares cambiaba debido a la influencia de la gravedad de la materia oscura, que distorsiona el tejido de la materia oscura, como toda materia con masa. espacio Por lo tanto, hace que la trayectoria de la luz se doble, un proceso que los astrónomos llaman lente gravitacional. Medir el grado de torsión y compararlo con la cantidad de torsión que debería surgir de la masa de materia cotidiana en forma de gas, polvo y estrellas en estas galaxias revela la masa de materia oscura oculta.
«Las actualizaciones han permitido a Subaru ver más lejos que nunca, pero podemos aprender más ampliando los proyectos de monitoreo a nivel internacional», agregó Kashikawa. “Con base en los Estados Unidos Observatorio Vera C. Rubin E incluso satélite Euclides SatélitesLanzado este año por la Unión Europea, escaneará un área más grande del cielo y encontrará más DMH alrededor de los quásares.
«Podemos construir una imagen más completa de la relación entre las galaxias y los agujeros negros supermasivos. Esto puede ayudar a fundamentar nuestras teorías sobre cómo se forman y crecen los agujeros negros».
El trabajo del equipo fue publicado el 8 de septiembre. Revista Astrofísica.
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