P172+18, un cuásar lejano y muy activo

Hace unas semanas les hablaba de los cuásares. Concretamente de J0313-1806, que tenía la particularidad de ser el más distante conocido hasta la fecha. Estaba situado a más de 13 000 millones de años luz. Es decir, se formó unos 670 millones de años tras el Big Bang (Wang, 2021). Hoy quiero hablarles de otro cuásar. Se llama P172+18 y está un poquito más cerca que J0313-1806. En este caso lo estamos viendo cuando el universo tenía unos 780 millones de años. Es decir, está situado a unos 12 890 millones de años luz.

Siempre se dice que los cuásares son los objetos más energéticos del universo. Son extremadamente brillantes y se sitúan en el centro de algunas galaxias. Ese brillo tan intenso lo obtienen a partir de agujeros negros supermasivos cuando consumen el gas circundante. Es tanta la temperatura que alcanzan esos materiales que emiten una gran cantidad de energía, lo que permite a los científicos detectarlos incluso estando extremadamente lejos.

Las emisiones en radio en P172+18

Aun no siendo el más distante, P172+18 destaca porque es el primero donde los astrónomos han sido capaces de identificar las emisiones de radio en los chorros de un cuásar cuando el universo era extremadamente joven (Bañados, 2021). Tan solo un 10% aproximadamente de los cuásares tienen chorros que intensamente en frecuencias de radio. Se les denomina radio-intensos y la frecuencia de las ondas de radio que se analizan oscila entre los 300 MHz y 300 GHz. Uno de estos cuásares radio-intensos es P172+18.

Este cuásar está alimentado por un agujero negro supermasivo cuya masa es de unos 300 millones de veces la del Sol. «El agujero negro está consumiendo materia muy rápidamente, creciendo a una de las tasas más altas jamás observadas», explica Chiara Mazzucchelli, investigadora de ESO y codirectora de la investigación.

Los científicos creen que hay una relación entre el rápido crecimiento de agujeros negros supermasivos y la potencia en las emisiones de radio en los chorros, como ocurre en P172+18. Se cree que los chorros del cuásar son capaces de perturbar el gas circundante al agujero negro haciendo que aumente la velocidad a la que los materiales se precipitan al agujero negro. Por lo tanto estos cuásares radio-intensos pueden proporcionar información sobre cómo crecieron los agujeros negros en el universo temprano hasta el punto de convertirse en supermasivos de una forma anormalmente rápida tras el Big Bang.

P172+18 como cuásar lejano

Aunque anteriormente había sido identificado como una fuente de radio (Bañados, 2016), fueron Bañados y Mazzucchelli quienes asignaron a P172+18 la categoría de cuásar lejano tras observarlo con el GMT (Telescopio Gigante Magallanes) del Observatorio Las Campanas (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», comenta Eduardo Bañados, investigador en el Instituto Max Planck de Astronomía (Alemania) y codirector de la investigación.

Sin embargo, debido al corto tiempo de observación, el equipo no tenía suficientes datos para estudiar el objeto en detalle. A partir de aquí comienza un aluvión de observaciones con otros telescopios. Algunas de ellas fueron con el instrumento X-shooter del VLT (Very Large Telescope) en Cerro Paranal (Chile), el VLA (Very Large Array) del NRAO (National Radio Astronomy Observatory) en Nuevo Mexico (Estados Unidos) o el Telescopio W.M. Keck en Hawaii (Estados Unidos).

Masa y consumo del cuásar

Al observarlo durante más tiempo los científicos pudieron profundizar en las características de este cuásar. Así pudieron determinar algunas propiedades fundamentales como la masa del agujero negro supermasivo asociado a este cuásar y lo rápido que consume la materia de los alrededores.

Con este hallazgo, el equipo que realizó esta investigación se encuentra entusiasmado y son optimistas en cuanto a futuros descubrimientos. De hecho, esperan que pronto se rompa el límite que ha establecido P172+18 como cuásar radio-intensos lejano.

Referencias

• Bañados, E. et al.  The Pan-STARRS1 distant z>5.6 quasar survey: more than 100 quasars within the first Gyr of the universe. The Astrophysical Journal Supplement Series, 227 11 (2016). DOI: 10.3847/0067-0049/227/1/11 (Ver) (PDF).
• Bañados, E. et al. The discovery of a highly accreting, radio-loud quasar at z=6.82. The Astrophysical Journal (2021) (PDF).
• Wang, F. et al (2021). A Luminous Quasar at Redshift 7.642. The AstroPhysical Jornal Letters, 907 L1. DOI: 10.3847/2041-8213/abd8c6 (Ver)(arXiv).
• «Most distant quasar with powerful radio jets discovered». eso2103 . Science release (2021) (Ver).
• «Descubierto el cuásar con potente emisión de chorros de radio más distante». eso2103es – Comunicado científico (2021) (Ver).