Nota de prensa

Descubierto el cuásar más distante con potente emisión de chorros de radio

8 de Marzo de 2021, Madrid

Con la ayuda del Very Large Telescope, del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO), un equipo de astrónomos ha descubierto y estudiado en detalle la fuente más lejana de emisiones de radio conocida hasta la fecha. La fuente es un cuásar "radio-intenso", un objeto brillante con potentes chorros que emiten en longitudes de ondas de radio. Está tan lejos que su luz ha tardado 13.000 millones de años en llegar hasta nosotros y el descubrimiento podría proporcionar importantes pistas para ayudar a los astrónomos a entender el universo temprano.

Los cuásares son objetos muy brillantes que se encuentran en el centro de algunas galaxias y obtienen su energía de agujeros negros supermasivos. A medida que el agujero negro consume el gas circundante, la energía se libera, lo que permite a los astrónomos detectarlos incluso cuando están muy lejos.

El cuásar recién descubierto, apodado P172+18, está tan lejos que su luz ha viajado durante unos 13.000 millones de años para llegar a nosotros: lo vemos como era cuando el universo tenía apenas unos 780 millones de años. Aunque se han descubierto cuásares más distantes, esta es la primera vez que los astrónomos han sido capaces de identificar las reveladoras firmas de chorros de radio en un cuásar en una etapa tan temprana de la historia del universo. Sólo alrededor del 10% de los cuásares — que los astrónomos clasifican como "radio-intensos" — tienen chorros, que brillan intensamente en frecuencias de radio [1].

P172+18 se alimenta gracias a un agujero negro unos 300 millones de veces más masivo que nuestro Sol que está consumiendo gas a un ritmo impresionante. “El agujero negro está consumiendo materia muy rápidamente, creciendo en masa a una de las tasas más altas jamás observadas”, explica la astrónoma Chiara Mazzucchelli, investigadora “ESO Fellow” en Chile, quien dirigió el descubrimiento junto con Eduardo Bañados, del Instituto Max Planck de Astronomía, en Alemania.

Los astrónomos consideran que hay un vínculo entre el rápido crecimiento de agujeros negros supermasivos y los potentes chorros de radio detectados en cuásares como P172+18. Se cree que los chorros son capaces de perturbar el gas que hay alrededor del agujero negro, aumentando la velocidad a la que el gas cae en el mismo. Por lo tanto, estudiar cuásares radio-intensos puede proporcionar información importante sobre cómo crecieron los agujeros negros del universo temprano hasta alcanzar tamaños supermasivos de forma tan rápida tras el Big Bang.

“Me parece muy emocionante descubrir 'nuevos' agujeros negros por primera vez y proporcionar una pieza más del puzle para entender el universo primordial, de dónde venimos, y, en última instancia, a nosotros mismos”, afirma Mazzucchelli.

Aunque anteriormente había sido identificado como una fuente de radio, fueron Bañados y Mazzucchelli quienes asignaron a P172+18 la categoría de cuásar lejano tras observarlo con el Telescopio Magallanes, del Observatorio Las Campanas, en Chile: “En cuanto obtuvimos los datos, los inspeccionamos a ojo y supimos inmediatamente que habíamos descubierto el cuásar radio-intenso más distante conocido hasta ahora”, señala Bañados.

Sin embargo, debido al corto tiempo de observación, el equipo no tenía suficientes datos para estudiar el objeto en detalle. Le siguieron un aluvión de observaciones con otros telescopios, (incluyendo algunas con el instrumento X-shooter, instalado en el VLT de ESO) que les permitieron profundizar en las características de este cuásar, incluyendo la determinación de propiedades clave como la masa del agujero negro y lo rápido que consume la materia de su entorno. Entre algunos de los telescopios que contribuyeron al estudio se encuentran el Very Large Array, del Observatorio Nacional de Radio Astronomía, y el Telescopio Keck, en Estados Unidos.

El equipo está entusiasmado con su descubrimiento (que aparecerá en la revista especializada The Astrophysical Journal) y creen que este cuásar radio-intenso podría ser el primero de muchos en ser descubierto, tal vez a distancias cosmológicas aún mayores: “Este descubrimiento me hace ser optimista y creo - y espero - que el récord de distancia se rompa pronto", termina Bañados.

Instalaciones como ALMA, de la que ESO es socio, y el próximo Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, podrían ayudar a descubrir y estudiar en detalle un mayor número de este tipo de objetos del universo temprano.

Notas

[1] Las ondas de radio que se estudian en astronomía tienen frecuencias de entre 300 MHz y 300 GHz.

Información adicional

Este trabajo de investigación se presenta en el artículo “The discovery of a highly accreting, radio-loud quasar at z=6.82”, que aparece en la revista The Astrophysical Journal.

El equipo está compuesto por Eduardo Bañados (Instituto Max-Planck de Astronomía [MPIA], Alemania, y Los Observatorios de la Institución Carnegie para la Ciencia, EE.UU.); Chiara Mazzucchelli (Observatorio Europeo Austral, Chile); Emmanuel Momjian (Observatorio Nacional de Radioastronomía [NRAO], EE.UU.); Anna-Christina Eilers (Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT, EE.UU.); Feige Wang (Observatorio Steward, Universidad de Arizona, EE.UU.); Jan-Torge Schindler (MPIA), Thomas Connor (Laboratorio de Propulsión a Chorro [JPL], Instituto de Tecnología de California, EE.UU.); Irham Taufik Andika (MPIA y Escuela Internacional Max-Planck de Investigación en Astronomía & Física Cósmica de la Universidad de Heidelberg, Alemania); Aaron J. Barth (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de California, Irvine, EE.UU.); Chris Carilli (NRAO y Grupo de Astrofísica, Laboratorio Cavendish, Universidad de Cambridge, Reino Unido); Frederick Davies (MPIA); Roberto Decarli (INAF Bolonia — Observatorio de Astrofísica y Ciencias del Espacio, Italia); Xiaohui Fan (Observatorio Steward, Universidad de Arizona, EE.UU.); Emanuele Paolo Farina (Instituto Max-Planck de Astrofísica, Alemania); Joseph F. Hennawi (Departamento de Física, Broida Hall, Universidad de California, Santa Bárbara, EE.UU.); Antonio Pensabene (Departamento de Física y Astronomía, Alma Mater Studiorum, Universidad de Bolonia, Italia, e INAF Bolonia); Daniel Stern (JPL); Bram P. Venemans (MPIA); Lukas Wenzl (Departamento de Astronomía, Universidad de Cornell, EE.UU., y MPIA) y Jinyi Yang (Observatorio Steward, Universidad de Arizona, EE.UU.).

ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con dieciséis países miembros: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con Chile, país anfitrión, y Australia como aliado estratégico. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope junto con su interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), el más avanzado del mundo, así como dos telescopios de rastreo: VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía), que trabaja en el infrarrojo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT), que rastrea en luz visible. También en Paranal, ESO albergará y operará el CTA Sur (Cherenkov Telescope Array South), el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. ESO también es socio de dos instalaciones en Chajnantor, APEX y ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Finalmente, en Cerro Armazones, cerca de Paranal, ESO está construyendo el ELT (Extremely Large Telescope), de 39 metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.

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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso2103.