Agencias, Ciudad de México.- Usando datos obtenidos por la misión espacial Gaia de la ESA, astrónomos han publicado el mapa de cuásares con más volumen de universo cartografiado.
Se trata de agujeros negros devoradores de gas que, curiosamente, representan algunos de los objetos más brillantes del universo.
El nuevo mapa registra la ubicación de alrededor de 1.3 millones de cuásares en el espacio y el tiempo, el más lejano de los cuales brillaba cuando el universo -cuya edad se estima en 13,700 millones de años- tenía sólo 1,500 millones de años.
“Este catálogo de cuásares se diferencia de todos los catálogos anteriores en que nos proporciona un mapa tridimensional del mayor volumen jamás creado por el universo”, dice en un comunicado el cocreador del mapa David Hogg, científico investigador principal del Centro de Computación Astrofísica del Instituto Flatiron en la ciudad de Nueva York y profesor de física y ciencia de datos en la Universidad de Nueva York. “No es el catálogo con más cuásares, ni es el catálogo con mediciones de quásares de mejor calidad, pero es el catálogo con el mayor volumen total del universo cartografiado”.
Hogg y sus colegas presentan el mapa en un artículo publicado el 18 de marzo en The Astrophysical Journal. La autora principal del artículo, Kate Storey-Fisher, es investigadora postdoctoral en el Centro Internacional de Física de Donostia.
Los científicos construyeron el nuevo mapa utilizando datos del telescopio espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea. Si bien el objetivo principal de Gaia es mapear las estrellas de nuestra galaxia, también detecta inadvertidamente objetos fuera de la Vía Láctea, como cuásares y otras galaxias, mientras escanea el cielo.
“Pudimos realizar mediciones de cómo se agrupa la materia en el universo temprano que son tan precisas como algunas de las de los principales proyectos de estudios internacionales, lo cual es bastante notable dado que obtuvimos nuestros datos como un ‘bono’ de del proyecto Gaia centrado en la Vía Láctea“, dice Storey-Fisher.
Los cuásares son alimentados por agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias y pueden ser cientos de veces más brillantes que una galaxia entera. A medida que la atracción gravitacional del agujero negro hace girar el gas cercano, el proceso genera un disco extremadamente brillante y, a veces, chorros de luz que los telescopios pueden observar.
Simons Foundation: Largest-Ever Map of Universe’s Active Supermassive Black Holes Released https://t.co/eM9BCfLnUL
— AAS Press Office (@AAS_Press) March 18, 2024
Las galaxias habitadas por los cuásares están rodeadas por enormes halos de material invisible llamado materia oscura. Al estudiar los cuásares, los astrónomos pueden aprender más sobre la materia oscura, como por ejemplo cuánto se acumula.
Los astrónomos también pueden utilizar las ubicaciones de los cuásares distantes y sus galaxias anfitrionas para comprender mejor cómo se expandió el cosmos con el tiempo. Por ejemplo, los científicos ya han comparado el nuevo mapa de cuásares con la luz más antigua de nuestro cosmos, el fondo cósmico de microondas. A medida que esta luz viaja hacia nosotros, es curvada por la red de materia oscura que la interviene, la misma red trazada por los quásares. Al compararlos, los científicos pueden medir con qué fuerza se acumula la materia.
“Ha sido muy emocionante ver cómo este catálogo estimula tanta ciencia nueva”, afirma Storey-Fisher. “Investigadores de todo el mundo están utilizando el mapa de cuásares para medir todo, desde las fluctuaciones de densidad iniciales que sembraron la red cósmica hasta la distribución de los vacíos cósmicos y el movimiento de nuestro sistema solar a través del universo”.
El equipo utilizó datos de la tercera publicación de datos de Gaia, que contenía 6,6 millones de candidatos a cuásares, y datos del Wide-Field Infrared Survey Explorer de la NASA y el Sloan Digital Sky Survey. Al combinar los conjuntos de datos, el equipo eliminó contaminantes como estrellas y galaxias del conjunto de datos original de Gaia y identificó con mayor precisión las distancias a los quásares. El equipo también creó un mapa que muestra dónde se espera que el polvo, las estrellas y otras molestias bloqueen nuestra visión de ciertos cuásares, lo cual es fundamental para interpretar el mapa de cuásares.
“Este catálogo de cuásares es un gran ejemplo de lo productivos que son los proyectos astronómicos”, afirma Hogg. “Gaia fue diseñado para medir estrellas en nuestra propia galaxia, pero también encontró millones de cuásares al mismo tiempo, lo que nos proporciona un mapa de todo el universo”.
Alrededor de los bordes del plano galáctico, los residuos muestran un ligero sesgo hacia valores positivos (lo que significa que se predijo que la integridad allí sería mayor de lo que realmente es); en la región alrededor de la longitud galáctica cero, justo encima del plano galáctico, los residuos están ligeramente sesgados hacia valores negativos (lo que significa que se predijo que la integridad allí sería menor de lo que es).
Estas discrepancias indican que nuestras plantillas no capturan completamente los efectos de selección en estas regiones. Como estos se limitan en gran medida a la región alrededor del plano galáctico, el problema podría solucionarse aplicando un recorte de latitud para análisis sensibles. La subdensidad alrededor de la LMC está bien modelada por la función de selección, sin un residuo claro en esa región.
La función de selección puede cambiar de manera más significativa para diferentes subconjuntos del catálogo, como contenedores de desplazamiento al rojo. La función de selección debe reajustarse para analizar una muestra determinada; proporcionamos un código que se ajusta a la función de selección para cualquier otro subconjunto del catálogo. Observamos que, dependiendo de la submuestra, ciertas regiones pueden estar peor modeladas y, en particular, las regiones alrededor de LMC y SMC; los usuarios deben verificar los residuos y pueden optar por enmascarar las regiones alrededor de LMC y SMC para ser más conservadores.
