Desvelan enigma de formación de cuásares después de 60 años

Un equipo científico internacional descubrió que los cuásares, unos de los objetos más brillantes y energéticos del universo, se encienden principalmente por fusiones entre galaxias.

El hallazgo arroja nueva luz, tras años de controversia, sobre cuál es la causa de la emisión de grandes cantidades de energía en los núcleos activos más poderosos, detalla el Instituto de Astrofísica del archipiélago español de Canarias (IAC) en un comunicado.

Para la investigación, cuyos resultados publica la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, se utilizaron observaciones realizadas con el Telescopio Isaac Newton (INT) y el Telescopio William Herschel (WHT) del Observatorio del Roque de los Muchachos en La Palma (Atlántico español).

Descubiertos por primera vez hace 60 años, los cuásares pueden brillar tanto como un billón de estrellas concentradas en un volumen del tamaño del sistema solar de la Tierra.

Desde su descubrimiento, el origen de los procesos que desencadenan una actividad tan poderosa ha sido un misterio.

Consecuencia de la fusión de galaxias

Ahora, el nuevo trabajo dirigido por personal científico de las universidades de Sheffield y Hertfordshire (Reino Unido), junto con tres investigadoras del IAC, revela que son consecuencia de la fusión de galaxias. 

La alta incidencia de fusiones en los cuásares se descubrió cuando el equipo de investigación observó, utilizando las capacidades de imagen profunda de la Cámara de Gran Campo del INT y la cámara PF-QHY del WHT, la presencia de estructuras distorsionadas de bajo brillo superficial en las regiones externas de las galaxias que albergan cuásares.

La mayoría de las galaxias tienen agujeros negros supermasivos en sus centros. También contienen cantidades sustanciales de gas, pero la mayor parte del tiempo este gas orbita a grandes distancias de los centros de las galaxias, fuera del alcance de estos agujeros negros, explica el IAC en el comunicado.

Cantidades extraordinarias de energía

Cuando dos galaxias se fusionan, las fuerzas gravitatorias impulsan el gas hacia el centro del sistema galáctico. Justo antes de que el gas sea consumido por el agujero negro de su núcleo, libera cantidades extraordinarias de energía en forma de radiación, lo que da lugar al brillo característico de los cuásares. 

La ignición de un cuásar puede tener consecuencias dramáticas para galaxias enteras: puede expulsar el resto del gas de la galaxia, lo que impide que esta forme nuevas estrellas durante miles de millones de años.

Es la primera vez que se observa una muestra de cuásares oscurecidos de este tamaño con un nivel de detalle tan elevado, gracias a la profundidad y calidad de las imágenes obtenidas en el Observatorio del Roque de Los Muchachos.

Al comparar las observaciones de 48 cuásares y sus galaxias anfitrionas con imágenes de más de 100 galaxias no cuásares, el equipo científico llegó a la conclusión de que las galaxias que albergan cuásares tienen aproximadamente tres veces más probabilidades de estar interactuando o colisionando con otras galaxias.

Esto implica que las fusiones entre galaxias son el principal mecanismo de encendido de la actividad tipo cuásar, concluyen los investigadores. 

Los cuásares, clave para entender la evolución de las galaxias

Clive Tadhunter, investigador de la Universidad de Sheffield que colidera el estudio, apunta que "los cuásares son uno de los fenómenos más extremos del universo y es probable que lo que vemos represente el futuro de la Vía Láctea cuando colisione con la galaxia de Andrómeda dentro de unos cinco mil millones de años".

Los cuásares son importantes para la astrofísica porque, debido a su brillo, destacan a grandes distancias y, por tanto, "actúan como faros que muestran las épocas más tempranas de la historia del Universo", afirma Jonny Pierce, investigador posdoctoral de la Universidad de Hertfordshire y primer autor del artículo.

"Averiguar cómo se encienden los cuásares es clave para entender la evolución de las galaxias, ya que estos tienen un impacto muy grande sobre el gas y las estrellas de las galaxias que los albergan", destaca Cristina Ramos Almeida, investigadora del IAC que lidera el proyecto internacional QSOFEED del que forma parte este estudio y en el que también participan Patricia Bessiere y Giovanna Speranza, ambas investigadoras del IAC y coautoras del estudio.

"Este proyecto busca entender cómo la energía y los vientos producidos por estos cuásares modifican las propiedades de la región central de las galaxias", concluye Ramos Almeida. 

FEW (EFE, IAC)