¿Cómo es posible que menos de mil millones de años después del Big Bang, el universo ya tuviera más de 200 cuásares? Estos brillantes núcleos de galaxias que albergan un agujero negro supermasivo podrían haber surgido de nubes turbulentas de gas, según un grupo internacional de astrónomos.
Los cuásares son núcleos brillantes de galaxias alimentados por agujeros negros supermasivos que son entre cientos de miles y miles de millones de veces más pesados que el Sol. Estos agujeros negros están en medio de una comida: están tragando con avidez, gas y otras materias de su entorno.
Antes de que la materia desaparezca en el insaciable agujero negro, se arremolina a su alrededor en un disco. La fricción en el disco calienta el material, haciendo que emita luz y otras radiaciones. Como resultado, los núcleos se iluminan intensamente.
Según una nueva idea, los primeros cuásares se formaron a partir de estrellas extremadamente masivas en nubes de gas turbulentas en el Universo primitivo.
Primeros cuásares
Para que se forme un cuásar, se necesita un agujero negro extremadamente masivo. Los agujeros negros suelen formarse cuando una estrella masiva colapsa bajo su propia gravedad al final de su vida. La idea que prevalece es que los monstruos supermasivos se crearon por la fusión de varios agujeros negros pequeños.
Los agujeros negros que se forman a partir de las primeras estrellas, que eran cientos de veces más pesadas que el Sol, son como mucho cien veces más pesados que el Sol. Así que para un cuásar, se necesitan muchas estrellas de corta vida.
Los astrónomos se sorprendieron al descubrir que los cuásares se formaron en los primeros mil millones de años después del Big Bang. Sencillamente, no parece haber tiempo suficiente para que esas primeras estrellas colapsen en agujeros negros y luego se fusionen. Y mucho menos que más de doscientos cuásares pudieran haberse formado de esa manera.
Nubes de gas turbulentas
Existen modelos teóricos para explicar la existencia de estos primeros cuásares. Según algunos astrofísicos, surgen de estrellas extremadamente masivas de diez mil a cien mil masas solares que terminan como agujeros negros masivos en unos cientos de miles de años. Sin embargo, la mayoría de estos modelos requieren condiciones raras y exóticas, como nubes de gas que brillan con una fuerte radiación ultravioleta.
Ahora, un grupo internacional de astrónomos ha ideado una alternativa, sin condiciones exóticas y raras. El grupo utiliza superordenadores que pueden simular las condiciones del universo primitivo.
"Nuestros modelos de supercomputación descubrieron que las corrientes de gas frías y compactas podían provocar turbulencias en una nube de gas que impedían la formación de estrellas normales hasta que la nube se volvía tan pesada que se colapsaba catastróficamente por su propio peso", afirma Daniel Whalen, de la Universidad de Portsmouth (Inglaterra), que participó en la investigación. "Por ejemplo, podrían formarse dos estrellas gigantes primordiales, una con una masa de 30 000 soles y otra con una masa de 40 000.
Estas estrellas extremadamente masivas pronto colapsarán en agujeros negros masivos. Estos son lo suficientemente pesados y están lo suficientemente cerca como para fusionarse en el universo primitivo y formar las muestras supermasivas necesarias para un cuásar.
Esto explica no solo el origen de los primeros cuásares, sino también su gran número en el Universo primitivo. Fueron una consecuencia natural de la formación de estructuras, hijos de la red cósmica", dice Whalen.