Los astrónomos han descubierto 53 nuevos quásares supermasivos impulsados por agujeros negros que están expulsando chorros de materia a una velocidad cercana a la de la luz que se extienden hasta 7,2 millones de años luz, alrededor de 50 veces el ancho de la Vía Láctea.
Estos objetos monstruosos, conocidos como radiocuásares gigantes, son parte de un grupo de 369 radiocuásares descubiertos recientemente por astrónomos indios en datos recopilados por el radiotelescopio gigante de ondas medidoras (GMRT), un conjunto de 30 platos parabólicos ubicados cerca de Pune, India, como parte del TIFR GMRT Sky Survey (TGSS). El TGSS cubrió alrededor del 90% de la esfera celeste sobre la Tierra, y la amplia cobertura del cielo y la alta sensibilidad del telescopio lo convierten en el instrumento ideal para detectar estructuras emisoras de radio gigantescas y distantes, como los radiocuásares gigantes.
Las mejores elecciones para ti
Aunque se cree que los agujeros negros supermasivos con masas de millones a miles de millones de veces la del Sol se encuentran en el corazón de todas las galaxias grandes, no todos estos titanes cósmicos alimentan regiones centrales brillantes llamadas Núcleos Galácticos Activos (AGN) o son vistos como “cuásares”, que son núcleos galácticos extremadamente poderosos.
Para alimentar un quásar, un agujero negro supermasivo debe estar rodeado por una gran cantidad de gas y polvo, de los que pueda alimentarse. Esta materia gira alrededor de agujeros negros supermasivos en estructuras de nubes aplanadas llamadas discos de acreción. La tremenda influencia gravitacional de los agujeros negros supermasivos genera poderosas fuerzas de marea en los discos de acreción, calentando este material y provocando que emita radiación brillante en todo el espectro electromagnético.
Sin embargo, los agujeros negros son notoriamente comedores desordenados y no toda la materia de los discos de acreción llega a ellos. Los fuertes campos magnéticos canalizan gas altamente ionizado, o plasma, hacia los polos del agujero negro supermasivo, donde se acelera a velocidades cercanas a la luz y es lanzado en direcciones opuestas como poderosos chorros gemelos. Con el tiempo, y a medida que alcanzan distancias de muchos años luz de su fuente, estos chorros pueden extenderse en amplias columnas o “lóbulos” que se abren en abanico muy por encima y por debajo del plano de la galaxia de la que emergen. Los chorros y lóbulos van acompañados de fuertes emisiones de ondas de radio.
“Sus enormes chorros de radio hacen que estos quásares sean valiosos para comprender tanto las últimas etapas de su evolución como el medio intergaláctico en el que se expanden, el tenue gas que confina sus lóbulos de radio a millones de años luz del agujero negro central”, dijo el líder del equipo Sabyasachi Pal, astrónomo del Midnapore City College. “Sin embargo, encontrar gigantes así no es fácil”. El investigador explicó que esto se debe a que el débil “puente” de emisiones que conecta los dos lóbulos a menudo se desvanece por debajo de los límites de detección, haciendo que la estructura general parezca rota o incompleta.
“Los estudios de radio de baja frecuencia son particularmente efectivos para identificar estos sistemas porque el plasma de sincrotrón envejecido en los lóbulos emite más fuertemente en frecuencias de radio más bajas que en las más altas”, continuó Pal.
El equipo notó una tendencia interesante con respecto a los radiocuásares gigantes y los entornos en los que residen, y descubrió que alrededor del 14% de estos monstruosos objetos se encuentran dentro de agrupaciones y cúmulos de galaxias y cerca de filamentos cósmicos de gas, polvo y materia oscura donde las galaxias se reúnen y crecen.
“Parece que el medio ambiente juega un papel importante en la configuración de cómo evolucionan estos radiojets”, dijo en el comunicado el miembro del equipo Netai Bhukta de la Universidad Sidho Kanho Birsha en Lagda, India. “En regiones más densas, los chorros podrían verse frenados, doblados o interrumpidos por el gas circundante, mientras que en regiones más vacías, pueden crecer libremente a través del medio intergaláctico”.
Aunque la mayoría de los quásares cuentan con chorros gemelos, los científicos notaron que estos chorros frecuentemente son desiguales en términos de longitud o brillo, una disparidad llamada asimetría de radiochorros. “Esta asimetría nos dice que estos chorros están luchando contra un entorno cósmico desigual”, dijo Sushanta K. Mondal, miembro del equipo, también de la Universidad Sidho Kanho Birsha. “Por un lado, el chorro puede estar chocando contra nubes más densas de gas intergaláctico, ralentizando su crecimiento, mientras que por el otro lado se expande libremente a través de un medio más delgado”.
Los hallazgos del equipo parecen indicar que los cuásares gigantes a mayores distancias parecen mostrar una mayor asimetría de chorro en comparación con aquellos más cercanos a la Vía Láctea. Esto podría deberse a que cuanto más lejos están estos quásares, más atrás en el tiempo los vemos, y el cosmos primitivo era mucho más caótico y estaba lleno de gas más denso que distorsionaba las trayectorias de estos chorros.
La investigación del equipo fue publicada el 13 de noviembre en la serie de suplementos de revistas astrofísicas de la Sociedad Astronómica Estadounidense.