Pesar a lo invisible: un agujero negro en el universo temprano ✛ ✎

Original: "Resolving the black hole sphere of influence in a hyper-luminous obscured quasar at redshift 4.6"
arXiv:2504.13409 · 2025-04-18 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 1 min
Astrónomos midieron por primera vez la masa de un agujero negro supermasivo en una época en que el universo apenas superaba los mil millones de años.

Para pesar un invisible agujero negro de 13 mil millones de años, los astrónomos recurrieron a la fuerza del remolino. La lógica es simple: cuanto más rápido gira el gas alrededor del centro de la galaxia, más masivo es el 'desagüe' gravitacional. Capturar este movimiento fue posible gracias al carbono: sus iones emiten un brillo infrarrojo que penetra incluso a través del polvo denso. Con la ayuda de la descomposición de la luz en colores, los científicos midieron la aceleración brusca de las nubes hacia el centro. El cálculo mostró: allí se esconde un gigante de 6,3 mil millones de soles.

Para dar escala: este agujero es mil quinientas veces más pesado que el que habita en el corazón de la Vía Láctea.

Antes, la masa de los agujeros negros tempranos se estimaba solo de manera indirecta. Ahora se ha logrado realizar la primera 'pesada dinámica', directamente a partir del movimiento de la materia. Las galaxias polvorientas, consideradas incómodas para las observaciones, en realidad conservaron la señal como una cápsula del tiempo. Un giro inesperado: fue precisamente el polvo, que suele estorbar a los astrónomos, lo que protegió el brillo del carbono de la destrucción, convirtiendo la galaxia en un archivo ideal del universo antiguo. Ahora estos objetos son el objetivo principal para buscar a los primeros pesos pesados cósmicos.

El descubrimiento resuena con el trabajo de Maarten Schmidt, quien detectó los primeros cuásares en 1963.

La luz de los iones de carbono utilizada en el estudio nació apenas 1,4 mil millones de años después del Big Bang y viajó 12,8 mil millones de años luz para llegar a los telescopios.

R_{\mathrm{SoI}} = \frac{G M_{\mathrm{BH}}}{\sigma^2}
Radio dentro del cual la gravedad del agujero negro domina sobre la gravedad de la galaxia; G es la constante gravitacional, M_BH es la masa del agujero negro y σ es la dispersión de velocidades de las estrellas o del gas.
\sigma(r) = \sqrt{\frac{2}{3} \frac{G [M_{\mathrm{BH}} + M_{\mathrm{Host}}(<r)]}{r}}
Dispersión interna de velocidades en el radio r; M_Host(<r) es la masa de la galaxia dentro del radio r.
Científicos
Stephen HawkingJacob BekensteinFritz ZwickyJohn Archibald WheelerKarl SchwarzschildSubrahmanyan Chandrasekhar
Conceptos
agujero negro de masa intermedia agujero negro supermasivo radio de Schwarzschild límite de masa de estrellas de neutrones cuásar oscurecido métrica de schwarzschild parámetro de espín esfera de fotones gravedad superficial medición de la energía oscura cuásar radiointenso espín efectivo órbita circular estable más interna métrica de Kerr GW190814 tensión de Hubble Límite de Chandrasekhar