El agujero negro más antiguo del universo

Acercarse al significado de las dimensiones del Universo produce vértigo. Hace alrededor de 10.000 años, los humanos comenzaron a domesticar seres vivos poniendo las bases de la civilización. Hay que retroceder 200 o 300.000 años para encontrar los primeros representantes de nuestra especie, la primera capaz de asomarse a los misterios del cosmos. Miles de generaciones humanas, 200 imperios como el de Roma, y aún no habríamos empezado a arañar la superficie de la historia universal. La Tierra se formó hace 4.500 millones de años y podría ser dos veces más vieja sin estar aún cerca de la gran inflación que dio origen a todo. Mucho más allá, a solo 690 millones de años del Big Bang, poco más que un instante en términos cósmicos, es donde se ha encontrado el cuásar más antiguo que se conoce.

Los cuásares son los objetos más brillantes del universo y son el fruto de una verdadera carnicería estelar. Se trata de agujeros negros supermasivos que ocupan el interior de grandes galaxias. Desde allí, con su inmenso tirón gravitatorio, atraen hacia ellos sistemas planetarios completos y escupen después materia acelerada a velocidades cercanas a la de la luz.

Uno de esos chorros hiperluminosos es el que descubrió un equipo liderado por el astrónomo chileno Eduardo Bañados desde el observatorio de Las Campanas, en el norte de Chile. “Este cuásar es tan luminoso que en tan solo 10 minutos de observación lo pudimos confirmar como el más lejano jamás observado”, explica el científico. El cuásar, que envía su luz desde una época en que el universo tenía solo un 5% de su edad actual, alberga en su interior un agujero negro con 800 veces la masa del Sol. Esa galaxia antiquísima ofrece información sobre lo que sucedió cuando empezaron a formarse las primeras estrellas y sobre eso escriben en Nature hoy Bañados y sus colegas.

Poco antes del tiempo en que existió este cuásar, el universo comenzó a ser visible

Justo después del Big Bang, el universo era una sopa caliente de partículas muy energéticas que se expandían a velocidades inimaginables. Cuando las partículas se separaron unas de otras, el cosmos comenzó a enfriarse y 400.000 años de separación después, las partículas primigenias pudieron combinarse en un gas de hidrógeno neutro. El universo era entonces oscuro y permaneció falto de fuentes luminosas hasta que la gravedad comenzó a condensar la materia en las primeras estrellas y galaxias. La energía liberada por estas galaxias antiguas hizo que el hidrógeno neutro se ionizara. Con la reionización del universo, los fotones pudieron viajar libremente por el espacio, y así el cosmos se hizo transparente a la luz.

El nuevo cuásar envía información sobre aquella era en la que todo comenzó a ser visible. El análisis que se publica ahora en Nature muestra que una gran parte del hidrógeno de los alrededores inmediatos de aquella galaxia antiquísima es neutro, algo que indica que aquella fuente existió en la era de la reionización, antes de que las primeras estrellas y galaxias se hubiesen formado y tuviesen la capacidad para cambiar completamente el equilibrio electrónico del universo.

"Fue la última gran transición del universo y una de las fronteras actuales de la astrofísica", dice Bañados. El investigador chileno lleva tiempo trabajando en investigar aquel tiempo de cambio, desde la edad oscura al universo visible al que estamos acostumbrados, y los cuásares, esas intensas fuentes de luz que viajan desde el universo temprano, son su herramienta.

En 2016, Bañados también anunció el descubrimiento de 63 nuevos cuásares con edades casi tan antiguas como el que presenta hoy. “La formación y la evolución de las primeras fuentes de luz y estructuras del universo es uno de los grandes misterios de la astronomía”, decía entonces. “Cuásares muy brillantes como los 63 descubiertos en este estudio son las mejores herramientas para ayudarnos a indagar en el universo temprano, pero hasta ahora, los resultados concluyentes se han limitado a una muestra muy pequeña de cuásares antiguos”, añadía.

“Este cuásar, por ser tan brillante, se está convirtiendo en una mina de oro para estudios del universo primitivo y ya hemos asegurado más observaciones de este objeto con gran parte de los observatorios más poderosos en la Tierra y en el espacio, desde rayos X a ondas de radio”, concluye Bañados sobre su último hallazgo.