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El deposito de agua más grande del universo detectado

Actualizado: 13 dic 2023

  • El deposito de agua más grande del Universo encontrado hasta ahora no está en la Tierra ni en nuestro Sistema Solar.


El concepto de este artista ilustra un cuásar, o agujero negro que se alimenta, similar a APM 08279+5255, donde los astrónomos descubrieron enormes cantidades de vapor de agua. Es probable que el gas y el polvo formen un toro alrededor del agujero negro central, con nubes de gas cargado arriba y abajo. Los rayos X emergen de la región central, mientras que la radiación térmica infrarroja es emitida por el polvo en la mayor parte del toro. Si bien esta figura muestra el toro del cuásar aproximadamente de canto, el toro alrededor de APM 08279+5255 probablemente esté colocado de frente desde nuestro punto de vista. Crédito: NASA/ESA Hubble
El concepto de este artista ilustra un cuásar, o agujero negro que se alimenta, similar a APM 08279+5255, donde los astrónomos descubrieron enormes cantidades de vapor de agua. Es probable que el gas y el polvo formen un toro alrededor del agujero negro central, con nubes de gas cargado arriba y abajo. Los rayos X emergen de la región central, mientras que la radiación térmica infrarroja es emitida por el polvo en la mayor parte del toro. Si bien esta figura muestra el toro del cuásar aproximadamente de canto, el toro alrededor de APM 08279+5255 probablemente esté colocado de frente desde nuestro punto de vista. Crédito: NASA/ESA Hubble

Dos equipos de astrónomos han descubierto el depósito de agua más grande y lejano jamás detectado en el universo. El agua, equivalente a 140 billones de veces toda el agua en el océano del mundo, rodea un enorme agujero negro que se alimenta, llamado cuásar, a más de 12 mil millones de años luz de distancia.


“El entorno alrededor de este cuásar es muy único en el sentido de que está produciendo esta enorme masa de agua”, dijo Matt Bradford, científico del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. “Es otra demostración de que el agua es omnipresente en todo el universo, incluso en los primeros momentos”. Bradford lidera uno de los equipos que hicieron el descubrimiento. La investigación de su equipo está parcialmente financiada por la NASA y aparece en el Astrophysical Journal Letters.


Las observaciones de Chandra revelan evidencia de vientos de alta velocidad que expulsan gas del agujero negro supermasivo que alimenta el cuásar APM 08279+5255. Este descubrimiento sugiere que tales vientos pueden desempeñar un papel clave en la regulación del crecimiento de agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias.  Los datos de Chandra implican que el viento sopla desde el agujero negro a velocidades de hasta el 40 por ciento de la velocidad de la luz, considerablemente más rápido de lo previsto. A medida que el gas gira en un disco hacia el agujero negro, se calienta a millones de grados Celsius y produce una intensa radiación X. La presión de los rayos X empuja la materia lejos de la parte interior del disco de la misma manera que la presión de una manguera de jardín empuja la suciedad de un camino de entrada. Este efecto de presión de radiación puede limitar significativamente la cantidad de materia capturada por el agujero negro.  La doble imagen de APM 08279 es causada por la desviación de su luz por una galaxia intermedia, un efecto llamado lente gravitacional. Este efecto también magnifica la luz del quásar 100 veces, lo que permite un estudio detallado de sus propiedades a pesar de que tiene 12 mil millones de luz.
Las observaciones de Chandra revelan evidencia de vientos de alta velocidad que expulsan gas del agujero negro supermasivo que alimenta el cuásar APM 08279+5255. Crédito: Ilustración: CXC/M.Weiss; Rayos X: NASA/CXC/PSU/G.Chartas

Un cuásar es alimentado por un enorme agujero negro que consume constantemente un disco circundante de gas y polvo. Mientras come, el cuásar arroja enormes cantidades de energía. Ambos grupos de astrónomos estudiaron un cuásar particular llamado APM 08279 + 5255, que alberga un agujero negro 20 mil millones de veces más masivo que el sol y produce tanta energía como mil billones de soles.


Los astrónomos esperaban que el vapor de agua estuviera presente incluso en el universo temprano y distante, pero no lo habían detectado tan lejos antes. Hay vapor de agua en la Vía Láctea, aunque la cantidad total es 4.000 veces menor que en el cuásar, porque la mayor parte del agua de la Vía Láctea está congelada en hielo.


El vapor de agua es un gas traza importante que revela la naturaleza del cuásar. En este cuásar en particular, el vapor de agua se distribuye alrededor del agujero negro en una región gaseosa que abarca cientos de años luz de tamaño (un año luz es de aproximadamente seis billones de millas). Su presencia indica que el cuásar está bañando el gas en rayos X y radiación infrarroja, y que el gas es inusualmente cálido y denso para los estándares astronómicos. Aunque el gas está a un frío de menos 63 grados Fahrenheit (menos 53 grados Celsius) y es 300 billones de veces menos denso que la atmósfera de la Tierra, sigue siendo cinco veces más caliente y de 10 a 100 veces más denso que lo que es típico en galaxias como la Vía Láctea.


Las mediciones del vapor de agua y de otras moléculas, como el monóxido de carbono, sugieren que hay suficiente gas para alimentar el agujero negro hasta que crezca hasta aproximadamente seis veces su tamaño. No está claro si esto sucederá, dicen los astrónomos, ya que parte del gas puede terminar condensándose en estrellas o podría ser expulsado del cuásar.

El equipo de Bradford hizo sus observaciones a partir de 2008, utilizando un instrumento llamado “Z-Spec” en el Observatorio Submilimétrico del Instituto de Tecnología de California, un telescopio de 33 pies (10 metros) cerca de la cumbre de Mauna Kea en Hawai. Las observaciones de seguimiento se realizaron con el Combined Array for Research in Millimeter-Wave Astronomy (CARMA), una serie de antenas de radio en las montañas Inyo del sur de California.


El segundo grupo, dirigido por Dariusz Lis, investigador asociado senior en física en Caltech y subdirector del Observatorio Submilimétrico de Caltech, utilizó el interferómetro Plateau de Bure en los Alpes franceses para encontrar agua. En 2010, el equipo de Lis detectó por casualidad agua en APM 8279 + 5255, observando una firma espectral. El equipo de Bradford pudo obtener más información sobre el agua, incluida su enorme masa, porque detectaron varias firmas espectrales del agua.

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