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Descubren un trío de cuásares



Dos grandes telescopios se unen para ayudar a los astrónomos a fotografiar un terceto de esos extraños objetos cósmicos. Y no es un espejismo.

Utilizando el Telescopio Muy Grande de ESO y el Observatorio W. M. Keck, científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana en Suiza y del Instituto de Tecnología de California (Caltech) en los EE.UU., han descubierto lo que parece ser el primer trío conocido de cuásares. Este apretado conjunto de agujeros negros súper masivos se encuentra a unos 10 500 millones de años luz de distancia, en la dirección de la constelación de Virgo.

“Los cuásares son objetos extremadamente poco comunes�, dice George Djorgovski de Caltech y líder del equipo que realizó el descubrimiento. “Descubrir dos de ellos tan juntos sería muy improbable, si estuvieran distribuidos aleatoriamente en el espacio. Encontrar tres es algo sin precedentes�.

Los hallazgos están siendo comunicados en el encuentro de invierno de 2007 de la Asociación Astronómica Americana en Seattle, EE.UU.
Los cuásares son objetos extraordinariamente luminosos que se encuentran en el universo distante, y se cree que deben su energía a unos agujeros negros súper masivos que se encuentran en el corazón de las galaxias. Un cuasar, por sí solo, podría llegar a ser mil veces más luminosos que una galaxia entera con cien mil millones de estrellas, y aún así esta notable cantidad de energía se origina en un volumen menor al de nuestro sistema solar. Hasta ahora se han descubierto unos cien mil cuásares, y entre ellos hay algunas decenas que forman parejas, pero este es el primer caso conocido de un sistema cuásar triple.

Los cuásares (del inglés quasar, por QUAsi StellAR source = fuente CUASi estelAR) fueron descubiertos por primera vez en 1963 por el astrónomo holando-estadounidense Maarten Schmidt en el Observatorio Palomar (California, EE.UU.), y el nombre se debe a la apariencia “casi estelar� de las imágenes obtenidas en esa época. No es una tarea fácil el distinguirlos de las estrellas, y por lo tanto descubrir un trío de ellos es aún más difícil.

Este logro solamente pudo alcanzarse combinando imágenes de dos de los más grandes telescopios con base en tierra, el Telescopio Muy Grande de 8,2 metros de ESO en Cerro Paranal, Chile, y el telescopio de 10 metros del Observatorio W. M. Keck que se encuentra en la cima del Mauna Kea, en Hawai, y utilizando además un método muy sofisticado y eficiente de mejora de imagen.

El cuásar distante LBQS 1429-008 fue descubierto en 1989 por un equipo internacional de astrónomos liderado por Paul Hewett del Instituto de Astronomía en Cambridge, Inglaterra. Hewett y sus colaboradores hallaron un compañero menos luminoso de su cuásar, y propusieron que era un caso de “lente gravitatoria�. Según la teoría general de la relatividad de Einstein, si una masa muy grande (tal como la de una gran galaxia o la de un racimo de ellas) se encuentra en la línea de visión de un cuásar distante, los rayos de luz son desviados, y desde la Tierra un observador verá dos o más imágenes cercanas del objeto, como si fuera un “espejismo cósmico�. La primera “lente gravitatoria� de este tipo fue descubierta en 1979, y ahora ya se conocen cientos de casos. Sin embargo, a lo largo de los últimos años varios grupos arrojaron dudas sobre si ese sistema era en realidad producto de una lente gravitatoria, y propusieron en cabo que efectivamente era un par físico cercano de cuásares.

Lo que el equipo suizo-estadounidense descubrió es que había un tercer cuásar, aún menos luminoso, asociado a los dos conocidos previamente. Los tres cuásares muestran el mismo desplazamiento al rojo y, por lo tanto, se encuentran a la misma distancia de nosotros.

Los astrónomos llevaron a cabo un extenso modelaje teórico, intentando explicar la geometría observada de las tres imágenes como una consecuencia de lente gravitatoria. “Simplemente, no pudimos reproducir los datos�, dice Fréderic Courbin de Lausana. “Resulta esencialmente imposible explicar lo que vemos utilizando modelos razonables de lente gravitatoria�.

Más aún, no hay rastros de una posible galaxia que sirviera de lente, la que sería necesaria si el sistema fuera el producto de una lente gravitatoria. El equipo también ha documentado pequeñas pero significativas diferencias en las propiedades de los tres cuásares. Estas serían mucho más fáciles de entender si los tres cuásares fueran objetos físicamente distintos, en lugar de un espejismo gravitatorio. La combinación de todas estas piezas de evidencia elimina efectivamente esa posibilidad como explicación del caso.

“Finalmente nos quedamos con una posibilidad mucho más emocionante, la de que esto es en realidad un caso de cuásar triple�, dice Georges Meylan, también de Lausana. Los tres cuásares están separados apenas por 100 000 a 150 000 años luz, que es aproximadamente el tamaño de nuestra propia Vía Láctea.

El método de lente gravitatoria puede ser utilizado para sondear la distribución de la masa oscura y la visible en el universo, pero los pares de cuásares (y ahora un terceto) proporcionan a los astrónomos una clase diferente de conocimiento.

“Se cree que los cuásares deben su energía al gas que cae hacia agujeros negros súper masivos�, dice Djorgovski. “El proceso resulta muy eficiente cuando las galaxias colisionan o se fusionan, y estamos observando este sistema en un momento de la historia cósmica cuando ese tipo de interacciones galácticas se encontraban en un pico máximo�.

Si las interacciones galácticas fueran las responsables de la actividad cuásar, entonces la existencia de dos cuásares cercanos sería mucho más probable que si estuvieran distribuidos aleatoriamente en el espacio. Esto podría explicar la abundancia inusual de cuásares binarios que ha sido reportada por varios grupos. “En este caso, fuimos afortunados al capturar una rara situación en donde los cuásares son puestos en marcha en tres galaxias interactuantes�, dice Ashish Mahabal, uno de los científicos de Caltech involucrados en el estudio.

El descubrimiento en el futuro de más sistemas de ese tipo podría ayudar a los astrónomos para comprender mejor la relación fundamental entre la formación y la evolución de las galaxias y de los agujeros súper masivos que se encuentran en sus núcleos, como ahora se cree que es común en la mayoría de las grandes galaxias, incluida nuestra Vía Láctea.

Este trabajo también se describe en un artículo enviado a Astrophysical Journal Letters. El equipo está compuesto por S. George Djorgovski, Ashish Mahabal, y ilat Glikman dealtech (EE.UU.), Frédéric Courbin, Georges Meylan y Dominique Sluse de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza), y David Thompson del Observatorio del Gran Telescopio Binocular de la Universidad de Arizona (EE.UU.).

Fuente original:
http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2007/pr-02-07.html
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