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<\/a><\/figure>\n\n\n\nLas observaciones realizadas con la C\u00e1mara de Energ\u00eda Oscura (DECam) confirman la expectativa de los astr\u00f3nomos de que los cu\u00e1sares del Universo temprano se formaron en regiones del espacio densamente pobladas con galaxias compa\u00f1eras. El campo de visi\u00f3n excepcionalmente amplio de DECam y los filtros especiales desempe\u00f1aron un papel crucial para llegar a esta conclusi\u00f3n, y las observaciones revelan por qu\u00e9 los estudios previos que buscaban caracterizar la densidad de los vecindarios de cu\u00e1sares del Universo temprano han arrojado resultados contradictorios.<\/p>\n\n\n\n
Los cu\u00e1sares<\/a> son los objetos m\u00e1s luminosos del Universo y se alimentan de material que se acumula en agujeros negros supermasivos<\/a> en los centros de las galaxias. Los estudios han demostrado que los cu\u00e1sares del Universo temprano tienen agujeros negros tan masivos que deben haber estado tragando gas a tasas muy altas, lo que lleva a la mayor\u00eda de los astr\u00f3nomos a creer que estos cu\u00e1sares se formaron en algunos de los entornos m\u00e1s densos del Universo donde el gas estaba m\u00e1s disponible. Sin embargo, las mediciones observacionales que buscan confirmar esta conclusi\u00f3n han arrojado hasta ahora resultados contradictorios. Ahora, un nuevo estudio que utiliza la C\u00e1mara de Energ\u00eda Oscura (DECam<\/a>) se\u00f1ala el camino tanto para una explicaci\u00f3n de estas observaciones disparatadas como tambi\u00e9n para un marco l\u00f3gico para conectar la observaci\u00f3n con la teor\u00eda.<\/p>\n\n\n\n DECam fue fabricada por el Departamento de Energ\u00eda y est\u00e1 montada en el Telescopio de 4 metros V\u00edctor M. Blanco<\/a> de la Fundaci\u00f3n Nacional de Ciencias de Estados Unidos en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo<\/a> en Chile, un programa de NSF NOIRLab.<\/p>\n\n\n\n El estudio fue dirigido por Trystan Lambert, quien complet\u00f3 este trabajo como estudiante de doctorado en el Instituto de Estudios Astrof\u00edsicos de la Universidad Diego Portales en Chile [1]<\/a> y ahora es un postdoctorado en el nodo de la Universidad de Australia Occidental en el Centro Internacional de Investigaci\u00f3n en Radioastronom\u00eda (ICRAR). Utilizando el enorme campo de visi\u00f3n de DECam, el equipo realiz\u00f3 la mayor b\u00fasqueda de \u00e1rea en el cielo jam\u00e1s realizada alrededor de un cu\u00e1sar del Universo temprano en un esfuerzo por medir la densidad de su entorno contando el n\u00famero de galaxias compa\u00f1eras circundantes.<\/p>\n\n\n\n Para su investigaci\u00f3n, el equipo necesitaba un cu\u00e1sar con una distancia bien definida. Afortunadamente, el cu\u00e1sar VIK 2348\u20133054 tiene una distancia conocida, determinada por observaciones previas con el Atacama Large Millimeter\/submillimeter Array (ALMA<\/a>), y el campo de visi\u00f3n de tres grados cuadrados de DECam proporcion\u00f3 una visi\u00f3n expansiva de su vecindario c\u00f3smico. Casualmente, DECam tambi\u00e9n est\u00e1 equipado con un filtro de banda estrecha perfectamente adaptado para detectar sus galaxias compa\u00f1eras. \"Este estudio del cu\u00e1sar realmente fue la tormenta perfecta\",<\/em> dice Lambert. \"Ten\u00edamos un cu\u00e1sar con una distancia bien conocida, y DECam en el telescopio Blanco ofreci\u00f3 el campo de visi\u00f3n masivo y el filtro exacto que necesit\u00e1bamos\".<\/em><\/p>\n\n\n\n El filtro especializado de DECam permiti\u00f3 al equipo contar la cantidad de galaxias compa\u00f1eras alrededor del cu\u00e1sar al detectar un tipo muy espec\u00edfico de luz que emiten, conocida como radiaci\u00f3n Lyman-alfa<\/a>. La radiaci\u00f3n Lyman alfa es una se\u00f1al energ\u00e9tica espec\u00edfica del hidr\u00f3geno, que se produce cuando se ioniza<\/a> y luego se recombina durante el proceso de formaci\u00f3n de estrellas. Los emisores Lyman alfa <\/a>suelen ser galaxias m\u00e1s j\u00f3venes y peque\u00f1as, y su emisi\u00f3n Lyman alfa se puede utilizar como una forma de medir de forma fiable sus distancias. Las mediciones de distancia de m\u00faltiples emisores Lyman alfa se pueden utilizar para construir un mapa 3D del vecindario de un cu\u00e1sar.<\/p>\n\n\n\n Despu\u00e9s de mapear sistem\u00e1ticamente la regi\u00f3n del espacio alrededor del cu\u00e1sar VIK J2348-3054, Lambert y su equipo encontraron 38 galaxias compa\u00f1eras en el entorno m\u00e1s amplio alrededor del cu\u00e1sar, hasta una distancia de 60 millones de a\u00f1os luz, lo que es consistente con lo que se espera de los cu\u00e1sares que residen en regiones densas. Sin embargo, se sorprendieron al descubrir que a menos de 15 millones de a\u00f1os luz del cu\u00e1sar, no hab\u00eda ninguna compa\u00f1era.<\/p>\n\n\n\n Este hallazgo arroja luz sobre la realidad de estudios anteriores destinados a clasificar los entornos de los cu\u00e1sares del Universo temprano y propone una posible explicaci\u00f3n de por qu\u00e9 han producido resultados contradictorios. Ning\u00fan otro estudio de este tipo ha utilizado un \u00e1rea de b\u00fasqueda tan grande como la proporcionada por DECam, por lo que para b\u00fasquedas en \u00e1reas m\u00e1s peque\u00f1as, el entorno de un cu\u00e1sar puede parecer enga\u00f1osamente vac\u00edo.<\/p>\n\n\n\n \"La visi\u00f3n extremadamente amplia de DECam es necesaria para estudiar a fondo los vecindarios de los cu\u00e1sares. Realmente hay que abrirse a un \u00e1rea m\u00e1s grande\"<\/em> dice Lambert. \"Esto sugiere una explicaci\u00f3n razonable de por qu\u00e9 las observaciones anteriores est\u00e1n en conflicto entre s\u00ed\".<\/em><\/p>\n\n\n\n El equipo tambi\u00e9n sugiere una explicaci\u00f3n de la falta de galaxias compa\u00f1eras en las inmediaciones del cu\u00e1sar. Postulan que la intensidad de la radiaci\u00f3n del cu\u00e1sar puede ser lo suficientemente grande como para afectar, o potencialmente detener, la formaci\u00f3n de estrellas en estas galaxias, volvi\u00e9ndolas invisibles a nuestras observaciones.<\/p>\n\n\n\n \"Algunos cu\u00e1sares no son vecinos tranquilos\",<\/em> dice Lambert. \"Las estrellas en las galaxias se forman a partir de gas que es lo suficientemente fr\u00edo como para colapsar bajo su propia gravedad. Los cu\u00e1sares luminosos pueden potencialmente ser tan brillantes como para iluminar este gas en las galaxias cercanas y calentarlo, evitando este colapso\u201d.<\/em><\/p>\n\n\n\n El equipo de Lambert est\u00e1 actualmente realizando observaciones adicionales para obtener espectros y confirmar la supresi\u00f3n de la formaci\u00f3n estelar. Tambi\u00e9n planean observar otros cu\u00e1sares para construir un tama\u00f1o de muestra m\u00e1s robusto.<\/p>\n\n\n\n \u201cEstos hallazgos muestran el valor de la productiva asociaci\u00f3n de la National Science Foundation con el Departamento de Energ\u00eda\u201d,<\/em> dice Chris Davis, director del programa NSF para NSF NOIRLab. \u201cEsperamos que la productividad se amplifique enormemente con el pr\u00f3ximo Observatorio Vera C. Rubin de la NSF y el DOE, una instalaci\u00f3n de pr\u00f3xima generaci\u00f3n que revelar\u00e1 a\u00fan m\u00e1s sobre el Universo primitivo y estos objetos notables\u201d.<\/em><\/p>\n\n\n\nNotas<\/h3>\n\n\n\n