Secretos al descubierto del cuásar más brillante de los últimos 9.000 millones de años

Unos investigadores han observado y analizado las emisiones de rayos X del cuásar más luminoso conocido de los últimos 9.000 millones de años de historia cósmica, llamado SMSS J114447.77-430859.3, o J1144 para abreviar. El análisis de dichas emisiones de rayos X aporta datos nuevos y reveladores sobre el funcionamiento interno de los cuásares y cómo interactúan con su entorno.

Alojado en una galaxia a 9.600 millones de años-luz de la Tierra, J1144 es extremadamente potente, brillando 100 billones (millones de millones) de veces más que el Sol. J1144 está mucho más cerca de la Tierra que otras fuentes de la misma luminosidad, lo que permite a los astrónomos conocer mejor el agujero negro que hace de motor del cuásar y el entorno que lo rodea.

Los cuásares figuran entre los objetos más brillantes y distantes del universo conocido. Su colosal brillo lo genera la caída de gas en un agujero negro supermasivo. Pueden describirse como núcleos galácticos activos de muy alta luminosidad que emiten grandes cantidades de radiación electromagnética observable en longitudes de onda de radio, infrarroja, visible, ultravioleta y rayos X. J1144 fue observado inicialmente en longitudes de onda visibles en 2022 por el SMSS (Sky Mapper Southern Survey).

Para el nuevo estudio, el equipo de Elias Kammoun, del Instituto de Investigación en Astrofísica y Planetología de Toulouse en Francia, y Zsofi Igo, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Alemania, combinó observaciones de varios observatorios espaciales: el instrumento eROSITA a bordo del observatorio espacial SRG (Spectrum-Roentgen-Gamma), el XMM-Newton, el NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) y el Neil Gehrels Swift.

Recreación artística de un cuásar. (Ilustración: NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva. CC BY)

Los autores del estudio emplearon los datos de los cuatro observatorios para medir la temperatura. El análisis de los datos sobre los rayos X emitidos por el cuásar indicó una temperatura de aproximadamente 350 millones de grados centígrados, más de 60.000 veces la temperatura en la superficie del Sol. El equipo también descubrió que la masa del agujero negro en el centro del cuásar es unas 10.000 millones de veces mayor que la masa del Sol, y que el ritmo al que crece el agujero negro es del orden de 100 masas solares al año, o sea el equivalente a engullir 100 estrellas como el Sol cada año.

Las observaciones han aclarado algunas cosas pero también plantean nuevas e intrigantes cuestiones… La luz de rayos X del cuásar varió en una escala temporal de unos pocos días, lo que no suele observarse en cuásares con agujeros negros tan grandes como el que reside en J1144. La escala temporal típica de variabilidad para un agujero negro de este tamaño sería del orden de meses o incluso años. Las observaciones también mostraron que, mientras una parte del gas es tragado por el agujero negro, otra parte es expulsada en forma de vientos extremadamente potentes, inyectando grandes cantidades de energía en la galaxia donde reside el agujero.

El estudio se titula “The first X-ray look at SMSS J114447.77-430859.3: the most luminous quasar in the last 9 Gyr”. Y se ha publicado en la revista académica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (Fuente: NCYT de Amazings)