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Utilizando el Telescopio Muy Grande (VLT) del ESO, los astrónomos han observado un cuásar alimentado por un agujero negro de rápido crecimiento, descubriendo que no solo es el más brillante de su tipo, sino también el objeto más luminoso jamás observado.
Los cuásares son los núcleos brillantes de galaxias distantes, alimentados por agujeros negros supermasivos. El agujero negro en este cuásar récord está aumentando su masa en el equivalente a un Sol por día, convirtiéndolo en el agujero negro de crecimiento más rápido hasta la fecha.
Los agujeros negros que alimentan los cuásares recopilan materia de su entorno en un proceso tan energético que emite grandes cantidades de luz. Tanto es así que los cuásares son algunos de los objetos más brillantes en nuestro cielo, lo que significa que incluso los más distantes son visibles desde la Tierra. Como regla general, los cuásares más luminosos indican los agujeros negros supermasivos de crecimiento más rápido.
«Hemos descubierto el agujero negro de crecimiento más rápido conocido hasta la fecha. Tiene una masa de 17 mil millones de Soles y consume un poco más de un Sol por día. Esto lo convierte en el objeto más luminoso en el universo conocido», afirmó Christian Wolf, astrónomo de la Universidad Nacional Australiana (ANU) y autor principal del estudio publicado hoy en Nature Astronomy.
El cuásar, llamado J0529-4351, está tan lejos de la Tierra que su luz tardó más de 12 mil millones de años en alcanzarnos.
La materia que es atraída hacia este agujero negro, en forma de un 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 —15.000 veces la distancia desde el Sol hasta la órbita de Neptuno—; este debe ser el disco de acreción más grande en el universo», comentó Samuel Lai, estudiante de doctorado de ANU y coautor.
Y, sorprendentemente, este cuásar récord estaba a simple vista.
«Es una sorpresa que haya permanecido desconocido hasta hoy, cuando ya conocemos alrededor de un millón de cuásares menos impresionantes. Literalmente nos ha estado mirando a la cara hasta ahora», dijo el coautor Christopher Onken, astrónomo de ANU, quien agregó que este objeto apareció en imágenes del ESO Schmidt Southern Sky Survey desde 1980, pero no fue reconocido como un cuásar hasta décadas después.
Encontrar 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 para analizarlos y distinguir cuásares de otros objetos celestiales. Sin embargo, estos modelos se entrenan con datos existentes, lo que limita los candidatos potenciales a objetos similares a los ya conocidos. Si un nuevo cuásar es más luminoso que cualquier otro observado previamente, el programa podría rechazarlo y clasificarlo como una estrella no muy lejana de la Tierra.
Un análisis automatizado de datos del satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea descartó a J0529-4351 por ser demasiado brillante para ser un cuásar, sugiriendo que era una estrella en su lugar. Los autores del presente estudio lo identificaron como un cuásar distante el año pasado mediante observaciones del telescopio de 2.3 metros de ANU en el Observatorio Siding Spring en Australia. No obstante, descubrir que era el cuásar más luminoso jamás observado requirió un telescopio más grande y mediciones de un instrumento más preciso. El espectrógrafo X-shooter en el VLT de ESO en el desierto de Atacama en Chile proporcionó los datos cruciales.
El agujero negro de crecimiento más rápido jamás observado también será un objetivo perfecto para la actualización GRAVITY+ en el Interferómetro del VLT de ESO (VLTI), diseñada para medir con precisión la masa de agujeros negros, incluidos aquellos lejos de la Tierra. Además, el Telescopio Muy Grande de ESO (ELT) —un telescopio de 39 metros en construcción en el Desierto de Atacama en Chile— hará que identificar y caracterizar objetos tan esquivos sea aún más factible.
Encontrar y estudiar agujeros negros supermasivos distantes podría arrojar luz sobre algunos de los misterios del universo temprano, incluyendo cómo se formaron y evolucionaron ellos y sus galaxias anfitrionas. Pero no es la única razón por la cual Wolf los busca.
«Personalmente, simplemente me gusta la búsqueda. Durante unos minutos al día, vuelvo a sentirme como un niño, jugando a la búsqueda del tesoro, y ahora aporto todo lo que he aprendido desde entonces», concluyó el astrónomo.
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