El cuásar más brillante con el agujero negro de más rápido crecimiento

Los cuásares (núcleos brillantes de lejanas galaxias) son algunos de los objetos más luminosos de nuestro cielo, lo que significa que incluso los más distantes son visibles desde la Tierra. Están alimentados por agujeros negros supermasivos, que recogen materia de su entorno en un proceso tan energético que emite grandes cantidades de luz. En general, cuanto más rápido crecen estos, más brillantes son los cuásares.

«Ahora hemos descubierto el agujero negro de más rápido crecimiento conocido hasta la fecha. Tiene una masa de 17 000 millones de soles y ‘come’ poco más de una masa solar por día. Esto lo convierte –en conjunto– en el objeto más luminoso del universo conocido», afirma Christian Wolf, astrónomo de la Universidad Nacional de Australia (ANU) y autor principal del estudio publicado hoy en la revista Nature Astronomy. El cuásar, llamado J0529-4351, está tan lejos de la Tierra que su luz tardó más de 12 000 millones de años en llegar hasta nosotros.

Es el agujero negro de más rápido crecimiento conocido hasta la fecha. Tiene una masa de 17 000 millones de soles y ‘come’ poco más de una masa solar por día

Christian Wolf (ANU)

La materia atraída hacia este agujero negro, en forma de disco, emite tanta energía que J0529-4351 es más de 500 billones de veces más luminoso que el Sol. «Toda esta luz proviene de un disco de acreción caliente que mide siete años luz de diámetro. Debe ser el disco de acreción más grande del universo», declara Samuel Lai, estudiante de doctorado de ANU y coautor del estudio. Siete años luz es aproximadamente 15 000 veces la distancia del Sol a la órbita de Neptuno.

Había pasado desapercibido

Y, sorprendentemente, este cuásar que ha batido récords se escondía a plena vista. «Es una sorpresa que no haya sido detectado hasta hoy, cuando ya conocemos alrededor de un millón de cuásares menos impresionantes. Literalmente nos ha estado mirando a la cara hasta ahora», afirma el coautor, Christopher Onken, astrónomo de la ANU, quien también confirma que este objeto apareció en imágenes del Schmidt Southern Sky Survey del Observatorio Europeo Austral (ESO) que datan de 1980, pero no fue reconocido como un cuásar hasta décadas después.

La búsqueda de cuásares requiere datos observacionales precisos de grandes áreas del cielo. Los conjuntos de datos resultantes son tan grandes que los investigadores a menudo utilizan modelos de aprendizaje automático (machine-learning) para analizarlos y diferenciar los cuásares de otros objetos celestes.

Un análisis automatizado del satélite Gaia dejó pasar a J0529-4351 por ser demasiado brillante para ser un cuásar, sugiriendo que se trataba de una estrella

Sin embargo, estos modelos se entrenan con datos existentes, lo que limita los potenciales candidatos a objetos similares a los ya conocidos. Si un nuevo cuásar es más luminoso que cualquier otro observado anteriormente, el programa podría rechazarlo y clasificarlo como una estrella no muy distante de la Tierra.

Un análisis automatizado de los datos del satélite Gaia, de la Agencia Espacial Europea (ESA), dejó pasar a J0529-4351 por ser demasiado brillante para ser un cuásar, sugiriendo que se trataba de una estrella.

Los investigadores lo identificaron como un cuásar distante el año pasado utilizando observaciones del telescopio ANU de 2,3 metros, ubicado en el Observatorio Siding Spring, en Australia.

Sin embargo, descubrir que era el cuásar más luminoso jamás observado requirió un telescopio más grande y mediciones de un instrumento más preciso. En concreto, el espectrógrafo X-shooter, instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, en el desierto chileno de Atacama, proporcionó los datos que resultarían cruciales.

Futuras observaciones

El agujero negro de más rápido crecimiento jamás observado también será un objetivo perfecto para la actualización del instrumento GRAVITY+, instalado en el Interferómetro VLT (VLTI) de ESO, que está diseñado para medir con precisión la masa de los agujeros negros, incluidos los que están lejos de la Tierra.

Además, el Extremely Large Telescope (ELT) de ESO, un telescopio de 39 metros que se está construyendo en el desierto chileno de Atacama, hará aún más factible la identificación y caracterización de estos elusivos objetos.

Detectar y estudiar distantes agujeros negros supermasivos podría arrojar luz sobre algunos de los misterios del universo primitivo, incluida la forma en que se formaron y evolucionaron tanto ellos como sus galaxias anfitrionas. Pero esa no es la única razón por la que Wolf los busca.

«Personalmente, simplemente me gusta la búsqueda», comenta Onken, «durante unos minutos al día, vuelvo a sentirme como un niño, jugando a encontrar el tesoro, y ahora devuelvo a la sociedad todo lo que he aprendido desde que empecé».

Referencia:

Christian Wolf  et al. “The accretion of a solar mass per day by a 17-billion solar mass black hole”. Nature Astronomy