Muchas 'cosas raras' en la observación más cercana de un cuásar

El Telescopio Espacial Hubble ha permitido observar más de cerca que nunca el interior de un agujero negro monstruoso y energético que alimenta un cuásar.

Un cuásar es un centro galáctico que brilla intensamente a medida que el agujero negro consume material en su entorno inmediato.

Las nuevas imágenes del Hubble del entorno que rodea al cuásar muestran muchas "cosas raras", según Bin Ren, del Observatorio de la Costa Azul y la Universidad de la Costa Azul en Niza, Francia. "Tenemos algunas manchas de diferentes tamaños y una misteriosa estructura filamentosa en forma de L. Todo esto está a 16.000 años luz del agujero negro".

Algunos de los objetos podrían ser pequeñas galaxias satélite que caen en el agujero negro y, por lo tanto, podrían ofrecer los materiales que se acumularán en el agujero negro supermasivo central, alimentando el brillante faro. "Gracias al poder de observación del Hubble, estamos abriendo una nueva puerta para comprender los cuásares", dijo Ren en un comunicado. "Mis colegas están entusiasmados porque nunca antes habían visto tanto detalle".

Los cuásares se parecen a las estrellas como fuentes puntuales de luz en el cielo (de ahí el nombre de objeto cuasi estelar). El cuásar del nuevo estudio, 3C 273, fue identificado en 1963 por el astrónomo Maarten Schmidt como el primer cuásar. A una distancia de 2.500 millones de años luz, estaba demasiado lejos para ser una estrella. Debió haber sido más energético de lo que jamás se hubiera imaginado, con una luminosidad más de 10 veces más brillante que las galaxias elípticas gigantes más brillantes. Esto abrió la puerta a un nuevo e inesperado enigma en la cosmología: ¿qué impulsa esta producción masiva de energía? El probable culpable fue el material que se acumula en un agujero negro.

En 1994, la nueva visión nítida del Hubble reveló que el entorno que rodea a los cuásares es mucho más complejo de lo que se sospechaba en un principio. Las imágenes sugerían colisiones galácticas y fusiones entre cuásares y galaxias compañeras, donde los escombros caen en cascada sobre agujeros negros supermasivos. Esto reaviva los agujeros negros gigantes que impulsan a los cuásares.

Para el Hubble, mirar fijamente al cuásar 3C 273 es como mirar directamente a un faro de coche cegador e intentar ver una hormiga arrastrándose por el borde que lo rodea. El cuásar vierte miles de veces la energía total de las estrellas de una galaxia. Uno de los cuásares más cercanos a la Tierra, 3C 273 está a 2.500 millones de años luz de distancia. (Si estuviera muy cerca, a unas pocas decenas de años luz de la Tierra, parecería tan brillante como el Sol en el cielo).

El Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial Hubble (STIS) puede servir como coronógrafo para bloquear la luz de fuentes centrales, de forma similar a cómo la Luna bloquea el resplandor del Sol durante un eclipse solar total. Los astrónomos han utilizado el STIS para descubrir discos de polvo alrededor de las estrellas y entender así la formación de los sistemas planetarios, y ahora pueden utilizarlo para entender mejor las galaxias que albergan los cuásares. El coronógrafo del Hubble permitió a los astrónomos observar el agujero negro ocho veces más cerca que nunca.

Los científicos obtuvieron una visión poco común del chorro extragaláctico de material de 300.000 años luz de longitud del cuásar que atraviesa el espacio a casi la velocidad de la luz. Al comparar los datos coronográficos del STIS con imágenes de archivo del STIS con una separación de 22 años, el equipo dirigido por Ren concluyó que el chorro se mueve más rápido cuanto más lejos está del gigantesco agujero negro.

"Con las finas estructuras espaciales y el movimiento de chorro, el Hubble ha cerrado una brecha entre la interferometría de radio a pequeña escala y las observaciones de imágenes ópticas a gran escala, y así podemos dar un paso observacional hacia una comprensión más completa de la morfología del cuásar. Nuestra visión anterior era muy limitada, pero el Hubble nos está permitiendo entender la complicada morfología del cuásar y las interacciones galácticas en detalle. En el futuro, observar más a fondo 3C 273 en luz infrarroja con el Telescopio Espacial James Webb podría darnos más pistas", dijo Ren.

Al menos 1 millón de cuásares están dispersos por el cielo. Son "focos" de fondo útiles para una variedad de observaciones astronómicas. Los cuásares eran más abundantes unos 3 mil millones de años después del Big Bang, cuando las colisiones de galaxias eran más comunes.