Descubierta la mayor explosión provocada por un agujero negro

Impresión artística del enorme chorro eyectado por el cuásar SDSS J1106+1939. Crédito: ESO/L. Calçada

Utilizando el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, un equipo de astrónomos ha descubierto un cuásar con la emisión más energética descubierta hasta el momento, al menos cinco veces más potente que las que se han observado hasta ahora. Los cuásares son centros galácticos extremadamente brillantes activados por agujeros negros supermasivos. Muchos eyectan ingentes cantidades de material hacia sus galaxias anfitrionas, y estos chorros juegan un papel muy importante en la evolución galáctica. Pero, hasta ahora, los chorros de cuásares que se habían observado, no eran tan potentes como predecían los teóricos.

Los cuásares son los intensos centros luminosos de las galaxias distantes alimentados por enormes agujeros negros. Este nuevo estudio ha observado, con mucho detalle, uno de estos energéticos objetos — conocido como SDSS J1106+1939 — utilizando el instrumento X-shooter, instalado en el telescopio VLT de ESO, en el Observatorio Paranal, en Chile [1]. Pese a que los agujeros negros destacan por atraer material, muchos cuásares aceleran parte del material que los rodea y lo eyectan a grandes velocidades.

“Hemos descubierto la eyección de cuásar más energética conocida hasta el momento. La velocidad a la que es expulsada esta energía por la enorme masa de material eyectado desde SDSS J1106+1939 es, al menos, equivalente a dos millones de millones de veces la potencia que emana del Sol. A su vez, implica que es cien veces más potente que la producción energética total de nuestra galaxia, la Vía Láctea, — es una eyección verdaderamente monstruosa,” afirma el investigador principal del equipo, Nahum Arav (Virginia Tech, EE.UU.). “Es la primera vez que la eyección de un cuásar ha sido medida con el fin de obtener la clase de muy altas energías que predicen las teorías”.

Numerosas simulaciones teóricas sugieren que el impacto de estas eyecciones en las galaxias del entorno puede resolver varios enigmas de la cosmología moderna, incluyendo cómo la masa de una galaxia está asociada a la masa de su agujero negro central, y por qué hay tan pocas galaxias grandes en el universo. Sin embargo, hasta ahora no se sabía con certeza si los cuásares eran capaces de producir chorros lo suficientemente potentes como para producir estos fenómenos [2].

Las nuevas eyecciones descubiertas se encuentran a unos mil años luz de distancia del agujero negro supermasivo que se encuentra en el corazón del cuásar SDSS J1106+1939. Estos chorros son, al menos, cinco veces más poderosos que los récords previos registrados [3]. El análisis del equipo muestra que el cuásar pierde al año una masa de, aproximadamente, 400 veces la masa del Sol, moviéndose a una velocidad de unos 8.000 kilómetros por segundo.

“Sin el espectrógrafo X-shooter del VLT no podríamos haber obtenido estos datos de alta calidad, que nos han permitido hacer el descubrimiento”, afirma Benoit Borguet (Virginia Tech, EE.UU.SA), autor principal del nuevo artículo. “Por primera vez, pudimos explorar la región que rodea al cuásar con mucho detalle”.

Además de a SDSS J1106+1939, el equipo también observó otro cuásar y descubrió que ambos objetos tienen poderosa eyecciones. Al tratarse de típicos ejemplos de un tipo de cuásar muy común, pero poco estudiado [4], estos resultados podrían aplicarse a cuásares luminosos de todo el universo. Borguet y sus colegas exploran actualmente una docena de cuásares similares para ver si, efectivamente, esto es así.

“He estado buscando algo parecido durante décadas”, dice Nahum Arav, “¡es emocionante encontrar por fin una de estas eyecciones monstruosas predichas por la teoría!”.

Notas

[1] El equipo observó SDSS J1106+1939 y J1512+1119 en abril de 2011 y marzo de 2012 con el espectrógrafo X-shooter, instalado en el telescopio VLT de ESO. Separando la luz en los diferentes colores que la componen y estudiando en detalle el espectro resultante, los astrónomos pudieron deducir la velocidad y otras propiedades del material cercano al cuásar.

[2] Lo potentes chorros observados en SDSS J1106+1939 llevan la suficiente energía cinética como para jugar un rol en los procesos de alimentación de las galaxias activas, lo cual requiere, típicamente, una potencia mecánica de aproximadamente un 5% de la luminosidad del cuásar. La velocidad a la cual se transfiere la energía cinética por el chorro se describe como luminosidad cinética.

[3] SDSS J1106+1939 tiene un chorro con una luminosidad cinética de al menos 10⁴⁶ ergios s⁻¹. Las distancias que separan a los chorros del cuásar central (300–8.000 años luz) son mayores de lo esperado, sugiriendo que observamos los chorros lejos de la región en la cual, asumimos, fueron originalmente acelerados (0,03–0,4 años luz).

[4] Un tipo de cuásar conocido como de Líneas Anchas de Absorción (BAL, Broad Absorption Line).