La investigación aparece en The Astrophysical Journal y en las Publicaciones del Observatorio Astronómico de Japón. El hallazgo indica que la cantidad de agujeros negros conocidos en esa época era considerablemente mayor y por primera vez revela lo comunes que pudieron ser en el inicio de la historia del universo, a la vez que proporciona una nueva perspectiva sobre el efecto de los agujeros negros en el estado físico del gas en el universo temprano en sus primeros mil millones de años.
Los agujeros negros supermasivos pueden ser millones o incluso miles de millones de veces más masivos que el Sol. Si bien, no está claro cuándo se formaron por primera vez y cuántos existieron en el universo temprano distante. Un agujero negro supermasivo se hace visible cuando el gas se acumula en él, lo que hace que brille como un quásar. Estudios anteriores se basaron en los quásares más raros y más luminosos. Los nuevos descubrimientos sondean la población de quásares más débiles, alimentados por agujeros negros con masas comparables a la mayoría de los agujeros negros que se ven en el universo actual.
El equipo de investigación observó el cielo a lo largo de 300 noches repartidas en cinco años con un instrumento de vanguardia, el Hyper Suprime-Cam (HSC), montado en el telescopio Subaru del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, que se encuentra en la cima del Maunakea en Hawái.
El equipo seleccionó a los candidatos del quásar distante a partir de los datos confidenciales del rastreo del HSC. Luego llevaron a cabo una campaña de observación intensiva utilizando tres telescopios: el telescopio Subaru; el Gran Telescopio Canarias (GTC) en la isla de La Palma en Canarias, España y el telescopio Géminis Sur en Chile. El rastreo reveló 83 quásares muy lejanos previamente desconocidos. Junto con los 17 quásares ya conocidos en la región del rastreo, los investigadores encontraron que hay aproximadamente un agujero negro supermasivo por año luz cúbico; en otras palabras, si dividimos el universo en cubos imaginarios que son mil millones de años luz por un lado, cada uno sostendría un agujero negro supermasivo.
La muestra de quásares en este estudio se encuentra a unos 13.000 millones de años luz de la Tierra; es decir, que los estamos viendo como existían cuando tuvo lugar el Big Bang hace 13.000 millones de años, y aparecerían solo unos 800 millones de años después de la creación del universo (conocido).
Se acepta ampliamente que el hidrógeno en el universo una vez fue neutral, pero se 'reionizó' en la época en que nació la primera generación de estrellas, galaxias y agujeros negros supermasivos, en los primeros pocos cientos de millones de años después del Big Bang. Este es un hito de la historia cósmica, pero aún no se sabe qué es lo que proporcionó la increíble cantidad de energía requerida para causar la reionización. Una hipótesis convincente sugiere que hubo muchos más quásares en el universo temprano de lo que se detectó anteriormente, y es su radiación integrada la que reioniza el universo.
Sin embargo, Robert Lupton, doctor de Princeton e investigador científico senior en ciencias astrofísicas explica que la reionización pudo ser causada por otra fuente de energía, probablemente muchas galaxias que comenzaron a formarse en el universo joven.
Según Yoshiki Matsuoka, investigador de la Universidad de Ehime en Japón y director del estudio, "los quásares que descubrimos serán un tema interesante para futuras observaciones de seguimiento con instalaciones actuales y futuras. También aprenderemos sobre la formación y la evolución temprana de los agujeros negros supermasivos, al comparar la densidad numérica medida y la distribución de la luminosidad con las predicciones de los modelos teóricos".
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Según los resultados alcanzados hasta ahora, el objetivo del equipo es encontrar agujeros negros aún más distantes y descubrir cuándo apareció en el universo el primer agujero negro supermasivo.
