En noviembre, un equipo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Swinburne y la Universidad de Cambridge publicó algunos hallazgos muy interesantes sobre una galaxia ubicada a unos 8 mil millones de años luz de distancia. Utilizando el Telescopio Muy Grande del Observatorio La Silla (VLT), examinaron la luz proveniente del agujero negro supermasivo (SMBH) en su centro.
Al hacerlo, pudieron determinar que la energía electromagnética proveniente de esta galaxia distante era la misma que observamos aquí en la Vía Láctea. Esto demostró que una fuerza fundamental del Universo (electromagnetismo) es constante en el tiempo. Y el lunes 4 de diciembre, el ESO siguió este hallazgo histórico al publicar las lecturas del espectro de color de esta galaxia distante, conocida como HE 0940-1050.
En resumen, la mayoría de las galaxias grandes del Universo tienen SMBH en su centro. Estos enormes agujeros negros son conocidos por consumir la materia que orbita a su alrededor, expulsando enormes cantidades de energía de radio, microondas, infrarrojos, óptica, ultravioleta (UV), rayos X y rayos gamma en el proceso. Debido a esto, son algunos de los objetos más brillantes del Universo conocido, y son visibles incluso a miles de millones de años luz de distancia.
Pero debido a su distancia, la energía que emiten tiene que pasar a través del medio intergaláctico, donde entra en contacto con una cantidad increíble de materia. Si bien la mayor parte de esto consiste en hidrógeno y helio, también hay trazas de otros elementos. Estos absorben gran parte de la luz que viaja entre las galaxias distantes y nosotros, y las líneas de absorción que esto crea pueden decirnos mucho acerca de los tipos de elementos que existen.
Al mismo tiempo, estudiar las líneas de absorción producidas por la luz que pasa a través del espacio puede decirnos cuánta luz se eliminó del espectro original del cuásar. Usando el instrumento Ultraviolet y Visual Echelle Spectrograph (UVES) a bordo del VLT, el equipo de Swinburne y Cambridge pudo hacer exactamente eso, logrando un pico en las "huellas digitales del Universo temprano".
Lo que encontraron fue que la energía proveniente de HE 0940-1050 era muy similar a la observada en la galaxia de la Vía Láctea. Básicamente, obtuvieron pruebas de que la energía electromagnética es constante en el tiempo, algo que anteriormente era un misterio para los científicos. Como afirman en su estudio, que fue publicado en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society:
“El modelo estándar de la física de partículas está incompleto porque no puede explicar los valores de las constantes fundamentales ni predecir su dependencia de parámetros como el tiempo y el espacio. Por lo tanto, sin una teoría que pueda explicar adecuadamente estos números, su constancia solo puede probarse midiéndolos en diferentes lugares, tiempos y condiciones. Además, muchas teorías que intentan unificar la gravedad con las otras tres fuerzas de la naturaleza invocan constantes fundamentales que varían.“
Dado que está a 8 mil millones de años luz de distancia, y su fuerte sistema de línea de absorción de metales que interviene, que prueba el espectro electromagnético que está emitiendo el cuásar central HE 0940-1050, sin mencionar la capacidad de corregir toda la luz que fue absorbida por El medio intergaláctico interviniente - brindó una oportunidad única para medir con precisión cómo esta fuerza fundamental puede variar durante un período de tiempo muy largo.
Además de eso, la información espectral que obtuvieron resultó ser de la más alta calidad jamás observada en un quásar. Como indicaron además en su estudio:
“El error sistemático más grande en todas (excepto una) mediciones similares anteriores, incluidas las muestras grandes, fue distorsiones de largo alcance en la calibración de longitud de onda. Esto agregaría un error sistemático de sim 2 ppm a nuestra medición y hasta sim 10 ppm a otras mediciones usando transiciones de Mg y Fe ".
Sin embargo, el equipo corrigió esto comparando los espectros UVES con los espectros bien calibrados obtenidos del Buscador de planetas de velocidad radial de alta precisión (HARPS), que también se encuentra en el Observatorio La Silla. Al combinar estas lecturas, quedaron con una incertidumbre sistemática residual de solo 0.59 ppm, el margen de error más bajo de cualquier estudio espectrográfico hasta la fecha.
Esta es una noticia emocionante, y por más razones que esa. Por un lado, las mediciones precisas de galaxias distantes nos permiten probar algunos de los aspectos más difíciles de nuestros modelos cosmológicos actuales. Por otro lado, determinar que el electromagnetismo se comporta de manera consistente con el tiempo es un hallazgo importante, en gran parte porque es responsable de gran parte de lo que sucede en nuestra vida cotidiana.
Pero quizás lo más importante de todo es que comprender cómo se comporta una fuerza fundamental como el electromagnetismo a través del tiempo y el espacio es intrínseco para descubrir cómo se une, junto con la fuerza nuclear débil y fuerte, con la gravedad. Esto también ha sido una preocupación de los científicos, que todavía están perdidos cuando se trata de explicar cómo las leyes que rigen las interacciones de partículas (es decir, la teoría cuántica) se unifican con explicaciones de cómo funciona la gravedad (es decir, la relatividad general).
Al encontrar mediciones de cómo operan estas fuerzas que no varían, podría ayudar a crear una Gran Teoría Unificadora (GUT) que funcione. ¡Un paso más para comprender realmente cómo funciona el Universo!
