El telescopio espacial ha detectado un par de cuásares a 10 mil millones de años luz de distancia

El telescopio espacial Hubble ha detectado un par de cuásares a unos 10 mil millones de años luz de distancia. Están tan cerca que parecen un solo objeto para los telescopios terrestres. Los cuásares son auténticas balizas de luz muy brillantes que pueden brillar tanto o más que sus galaxias anfitrionas, estos se forman cuando un agujero negro devora materia y libera un torrente enorme de radiación.

Los astrofísicos que lideran esta investigación creen que los cuásares están muy cerca y que además residen en los núcleos de dos galaxias fusionadas.

En esta imagen artística se muestra la luz brillante de dos cuásares que residen en los núcleos de dos galaxias que se encuentran en el caótico proceso de fusión. En unas pocas decenas de millones de años, los agujeros negros y sus galaxias se fusionarán, al igual que el par de cuásares, formando un agujero negro aún más masivo.Créditos: NASA, ESA y J. Olmsted (STScI)

Se estima que en el universo distante, por cada 1000 cuásares, hay un doble cuásar. Así que encontrar estos dobles cuásares es como encontrar una aguja en un pajar. El descubrimiento de estos cuásares ofrece una nueva forma de sondear colisiones entre galaxias y la fusión de agujeros negros supermasivos en el universo temprano.

Los quásares están esparcidos por todo el cielo y eran más abundantes hace 10 mil millones de años. Hubo muchas fusiones de galaxias en ese entonces alimentando los agujeros negros. Por lo tanto, los astrónomos teorizan que debería haber habido muchos cuásares duales durante ese tiempo.

Los resultados del equipo aparecieron en la revista Nature Astronomy .

Estas dos imágenes del Telescopio Espacial Hubble revelan dos pares de cuásares que existieron hace 10 mil millones de años y residen en el corazón de las galaxias fusionadas. Cada uno de los cuatro cuásares reside en una galaxia anfitriona. Sin embargo, estas galaxias no se pueden ver porque son demasiado débiles, incluso para el Hubble. Los quásares dentro de cada par están separados por unos 10.000 años luz, lo más cercano jamás visto en esta época cósmica. Los quásares son balizas brillantes de luz intensa de los centros de galaxias distantes que pueden eclipsar a todas sus galaxias. Están alimentados por agujeros negros supermasivos que se alimentan vorazmente de materia que cae, desatando un torrente de radiación. El par de cuásares en la imagen de la izquierda está catalogado como J0749 + 2255 y el par de la derecha como J0841 + 4825. Los dos pares de galaxias anfitrionas habitadas por cada doble cuásar eventualmente se fusionarán. Los quásares se orbitarán estrechamente entre sí hasta que finalmente se junten en espiral y se fusionen, lo que dará como resultado un agujero negro aún más masivo, pero solitario. La imagen para J0749 + 2255 se tomó el 5 de enero de 2020. La instantánea J0841 + 4825 se tomó el 30 de noviembre de 2019. Ambas imágenes se tomaron en luz visible con la cámara de campo amplio 3.Créditos: NASA, ESA, H. Hwang y N. Zakamska (Universidad Johns Hopkins) e Y. Shen (Universidad de Illinois, Urbana-Champaign)

Las observaciones son importantes porque el papel de un cuásar en los encuentros galácticos juega un papel fundamental en la formación de galaxias. A medida que dos galaxias cercanas comienzan a distorsionarse gravitacionalmente, su interacción canaliza material hacia sus respectivos agujeros negros, encendiendo sus cuásares.

Con el tiempo, la radiación de estas "bombillas" de alta intensidad lanza poderosos vientos galácticos, que barren la mayor parte del gas de las galaxias fusionadas. Privadas de gas, la formación de estrellas cesa y las galaxias evolucionan hacia galaxias elípticas. Hasta ahora, los astrónomos han descubierto más de 100 cuásares dobles en galaxias fusionadas. Sin embargo, ninguno de ellos es tan antiguo como los dos cuásares dobles de este estudio.

Las imágenes del Hubble muestran que los cuásares dentro de cada par están separados por solo unos 10.000 años luz. En comparación, nuestro Sol está a 26.000 años luz del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia.

Los cuásares no se mueven a través del espacio de ninguna manera mensurable, sino que su movimiento podría ser evidencia de fluctuaciones aleatorias de luz a medida que cada miembro del par de cuásares varía en brillo. Los cuásares parpadean en brillo en escalas de tiempo de días a meses, dependiendo del horario de alimentación de su agujero negro.

Los telescopios futuros pueden ofrecer más información sobre estos sistemas fusionados. El telescopio espacial James Webb de la NASA , un observatorio infrarrojo programado para ser lanzado a finales de este año, explorará las galaxias anfitrionas de los cuásares. Webb mostrará las firmas de fusiones galácticas, como la distribución de la luz de las estrellas y las largas serpentinas de gas extraídas de las galaxias que interactúan.