Descubren un gigantesco océano de agua flotando en el Universo a 12.000 millones de años luz

 

Dos equipos de astrónomos han descubierto la reserva de agua más grande y más lejana jamás detectada en el universo. El agua, equivalente a 140 billones de veces toda el agua de los océanos del mundo, rodea un enorme agujero negro alimentador, llamado cuásar, a más de 12 mil millones de años luz de distancia.

"El ambiente alrededor de este quásar es muy singular porque está produciendo esta enorme masa de agua", dijo Matt Bradford, científico del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. "Es otra demostración de que el agua es omnipresente en todo el universo, incluso en los primeros tiempos". Bradford lidera uno de los equipos que hicieron el descubrimiento. La investigación de su equipo está parcialmente financiada por la NASA y aparece en Astrophysical Journal Letters.

Un cuásar está alimentado por un enorme agujero negro que consume constantemente un disco circundante de gas y polvo. A medida que come, el quásar arroja grandes cantidades de energía. Ambos grupos de astrónomos estudiaron un cuásar particular llamado APM 08279+5255, que alberga un agujero negro 20 mil millones de veces más masivo que el sol y produce tanta energía como mil billones de soles.

Los astrónomos esperaban que el vapor de agua estuviera presente incluso en el universo primitivo y distante, pero no lo habían detectado antes. Hay vapor de agua en la Vía Láctea, aunque la cantidad total es 4.000 veces menor que en el cuásar, porque la mayor parte del agua de la Vía Láctea está congelada en hielo.

El vapor de agua es un gas traza importante que revela la naturaleza del cuásar. En este cuásar en particular, el vapor de agua se distribuye alrededor del agujero negro en una región gaseosa que abarca cientos de años luz de tamaño (un año luz equivale a unos seis billones de millas). Su presencia indica que el cuásar está bañando el gas en rayos X y radiación infrarroja, y que el gas es inusualmente cálido y denso para los estándares astronómicos. Aunque el gas tiene una temperatura fría de menos 63 grados Fahrenheit (menos 53 grados Celsius) y es 300 billones de veces menos denso que la atmósfera de la Tierra, todavía es cinco veces más caliente y de 10 a 100 veces más denso que lo que es típico en galaxias como la Vía Láctea.

 

Las mediciones del vapor de agua y de otras moléculas, como el monóxido de carbono, sugieren que hay suficiente gas para alimentar el agujero negro hasta que crezca unas seis veces su tamaño. No está claro si esto sucederá, dicen los astrónomos, ya que parte del gas puede terminar condensándose en estrellas o puede ser expulsado del cuásar.

El equipo de Bradford realizó sus observaciones a partir de 2008, utilizando un instrumento llamado "Z-Spec" en el Observatorio Submilimétrico del Instituto de Tecnología de California, un telescopio de 10 metros (33 pies) cerca de la cumbre de Mauna Kea en Hawái. Se realizaron observaciones de seguimiento con el Conjunto combinado para la investigación en astronomía de ondas milimétricas (CARMA), un conjunto de antenas de radio en las montañas Inyo del sur de California.

El segundo grupo, dirigido por Dariusz Lis, investigador asociado senior en física en Caltech y subdirector del Observatorio Submilimétrico de Caltech, utilizó el interferómetro Plateau de Bure en los Alpes franceses para encontrar agua. En 2010, el equipo de Lis detectó por casualidad agua en APM 8279+5255, observando una firma espectral. El equipo de Bradford pudo obtener más información sobre el agua, incluida su enorme masa, porque detectaron varias firmas espectrales del agua.

Otros autores del artículo de Bradford, "El espectro de vapor de agua de APM 08279+5255", incluyen a Hien Nguyen, Jamie Bock, Jonas Zmuidzinas y Bret Naylor de JPL; Alberto Bolotto de la Universidad de Maryland, College Park; Phillip Maloney, Jason Glenn y Julia Kamenetzky de la Universidad de Colorado, Boulder; James Aguirre, Roxana Lupu y Kimberly Scott de la Universidad de Pensilvania, Filadelfia; Hideo Matsuhara del Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas de Japón; y Eric Murphy del Carnegie Institute of Science, Pasadena.

La financiación de Z-Spec fue proporcionada por la Fundación Nacional de Ciencias, la NASA, la Corporación de Investigación y las instituciones asociadas.

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