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Académico del Núcleo de Astronomía descubre la galaxia más luminosa del Universo

  • Esta galaxia brilla con la luz de más de 300 billones de soles y fue descubierta usando el telescopio espacial Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). La galaxia es el objeto más luminoso encontrado  a la fecha y pertenece a una nueva clase de galaxias: las galaxias infrarrojas extremadamente brillantes, o ELIRGs (por sus siglas en inglés).
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Esta representación artística muestra la galaxia con el récord de luminosidad en el Universo. La galaxia WISE J224607.57-052635.0 está emitiendo una enorme cantidad de luz que equivale a la de más de 300 billones de soles. Fue descubierta a partir de los datos de la misión WISE de la NASA.

“Estamos observando una etapa muy intensa de la evolución de las galaxias.”

Dice Chao-Wei Tsai del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL) en Pasadena, California, quien lideró  el estudio publicado  en la edición del 22 de mayo de The Astrophysical Journal.

“Este brillo deslumbrante puede provenir de la etapa de crecimiento más importante del agujero negro de esta galaxia.”

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Imagen de la galaxia tomada por WISE

Esta galaxia brillante, conocida como WISE J224607.57-052635.0, puede tener un agujero negro gigante que está absorbiendo el gas del centro. Los agujeros negros supermasivos atraen el gas y la materia en un disco alrededor de ellos, calentando el disco a altísimas temperaturas y liberando mucha energía en el espectro visible, ultravioleta y rayos X. La luz es bloqueada por un capullo de polvo alrededor, y a medida que el polvo se calienta, irradia luz infrarroja.

Los agujeros negros supermasivos son muy comunes en los centros de las galaxias, pero encontrar uno tan grande y lejano en el cosmos es muy raro. Debido a que la luz de la galaxia ha viajado unos 12.5oo millones de años para llegar a nosotros, los astrónomos están viendo el objeto como era en el pasado distante. Por lo que vemos, el agujero negro ya era miles de millones de veces más masivo que nuestro Sol cuando nuestro universo tenía sólo una décima parte de su edad actual, de 13.800 millones de años.

El nuevo estudio destaca algunas posibles razones por las que los agujeros negros en los ELIRGs podrían haber crecido de manera masiva.

En primer lugar, es posible que hayan nacido más grandes de lo que se pensaba posible. En la actualidad no se conoce el mecanismo exacto de cómo se crean los agujeros negros supermasivos.

“¿Cómo se obtiene un elefante?” pregunta Peter Eisenhardt, científico del proyecto WISE en el JPL y co-autor del artículo. “Una forma es empezar es con un elefante bebé.”

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Roberto Assef, profesor del Núcleo de Astronomía UDP

Otras posibles explicaciones involucran sobrepasar el límite teórico de la velocidad con la que se alimenta un agujero negro, llamado límite de Eddington: Cuando un agujero negro se alimenta, el gas cae y se calienta, emitiendo mucha luz. La presión de la luz empuja el gas hacia fuera, contrarrestando la caída, hasta llegar a un punto donde se alcanza un límite máximo en la velocidad con que el agujero negro puede seguir devorando materia.

“Este límite se calcula usando un modelo del crecimiento del agujero negro que es bastante simple, pero en una situación real, es posible que el mecanismo por el que se alimenta el agujero negro sea más complejo. Es por esto que, en algunas ocasiones, la velocidad real de alimentación del agujero sobrepasa el límite teórico de Eddington”

Explica Roberto Assef, académico del Núcleo de Astronomía de la UDP y co-autor de este estudio.

Algunos agujeros negros han sido observados rompiendo este límite previamente, sin embargo, el agujero negro en el estudio tendría que haber superado varias veces el límite para crecer hasta ese tamaño tan grande.

“Los agujeros negros de ELIRGs podrían tragar más materia por un largo periodo de tiempo”

Comenta Andrew Blain de la Universidad de Leicester en  Inglaterra. Luego añade:

“Sería como ganar una competencia de comer completos que durase cientos de millones de años”

Se necesitan más investigaciones para resolver el puzle de estas deslumbrantes galaxias luminosas. El equipo tiene planes para medir con mejor precisión la masa del centro del agujero negro. Conocer el balance de estos objetos nos ayudará a revelar su historia y la de otras galaxias, en este capítulo crucial y frenético de nuestro cosmos.

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Boceto del WISE. creditos: NASA

WISE ha estado encontrando más de estas galaxias en las imágenes infrarrojas de todo el espacio, que fueron capturadas en el 2010. Al ver todo el cielo con más sensibilidad que nunca, WISE ha sido capaz de observar raros especímenes cósmicos que podrían haber haber pasado desapercibidos de otra forma.

El nuevo estudio reporta un total de 20 nuevas ELIRGs, incluyendo a la galaxia más luminosa encontrada hasta la fecha. Estas galaxias no se encontraron antes debido a su distancia y a que el polvo convierte su poderosa luz visible en una increíble efusión de luz infrarroja.

Al respecto, Roberto Assef nos comenta que según un estudio anterior liderado por él:

“Por lo menos la mitad de las galaxias más luminosas del Universo son sólo visibles en el infrarrojo, pues están completamente envueltas en polvo”. Además, “estas galaxias oscurecidas son en general conocidas como Galaxias Oscurecidas por Polvo Caliente, o Hot Dust Obscured Galaxies — Hot DOGs — en inglés, de las cuales las ELIRGs son un subconjunto”

JPL dirige y opera WISE. El telescopio espacial se puso en modo de hibernación en el año 2011, después de que escaneara todo el cielo en dos ocasiones, completando así sus principales objetivos. En septiembre de 2013, WISE se reactivó con el nombre de NEOWISE y se le asignó la nueva misión de apoyar los esfuerzos de la NASA para identificar objetos potencialmente peligrosos cercanos a la Tierra.

El documento técnico: http://arxiv.org/abs/1410.1751 

Para obtener más información acerca de WISE, visite www.nasa.gov/wise

Noticia en inglés: http://www.nasa.gov/press-release/nasas-wise-spacecraft-discovers-most-luminous-galaxy-in-universe

Esta publicación fue financiada por el Fondo ALMA-CONICYT, asignado al proyecto N° 31140016