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El objeto más luminoso del universo es un cuásar con un agujero negro dentro que se come un ‘sol’ al día

Un estudio descubre que J0529-4351 es un gigantesco disco de gas y polvo de siete años luz de diámetro

Quasar with a black hole
Recreación artística del cuásar J0529-4351.ESO/M. Kornmesser

La luz del objeto más luminoso que se conoce tardó en llegar a la Tierra más de 12.000 millones de años, desde la infancia del universo. La luz de este cuásar, como se conocen este tipo de objetos, era tan intensa que, durante un tiempo, se pensó que era una estrella cercana. Apareció en exploraciones del cielo de 1980 y después en una reciente de 2022, pero en ambos casos se pensó que J0529-4351, como se ha bautizado al objeto, era un sol. Sin embargo, se trataba de un cuásar, un disco de gas y polvo gigantesco, de siete años luz de diámetro, formado en torno a un agujero con la masa de más de 17.000 millones de soles. Ese objeto devora la materia equivalente a nuestro Sol cada día y sacude sus inmediaciones de tal manera que emite cantidades ingentes de luz que llegan hasta nosotros desde los albores del cosmos. Esta semana, un equipo de científicos liderados por Christian Wolf, de la Universidad Nacional de Australia, en Canberra, publica en la revista Nature Astronomy un análisis que muestra que el cuásar J0529-4351 es el que más rápido crece de todos los conocidos y el que más brilla.

Los cuásares, del inglés quasi stellar object (objetos casi estelares), se llaman así porque, cuando se empezaron a descubrir con radiotelescopios al final de la década de 1950, los astrónomos se dieron cuenta de que aquellos objetos lejanos y poderosos se habían confundido vistos por el telescopio con simples estrellas cercanas. Desde entonces, se han identificado más de un millón. Pero con frecuencia se ocultan a simple vista, como cuentan los autores del artículo. En un análisis automatizado de los datos obtenidos por Gaia, una sonda de la Agencia Espacial Europea que ha catalogado unos mil millones de objetos astronómicos, se pensó que J0529-4351 era demasiado brillante para ser un cuásar y se identificó como estrella. Su verdadera naturaleza se reveló el año pasado con observaciones del telescopio de 2,3 metros que tiene la Universidad Nacional de Australia en el Observatorio Siding Spring. Después, los científicos pudieron estimar con precisión las distancias, las dimensiones y el brillo del objeto con el espectrógrafo X-shooter del Telescopio Muy Grande (VLT, de sus siglas en inglés), la instalación que tiene el Observatorio Europeo Austral en el desierto de Atacama, en Chile.

Mar Mezcua, del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), en Barcelona, considera que el aspecto más interesante del trabajo es que muestra cómo “aunque tenemos una cantidad inmensa de datos, si no somos capaces de tratarlos bien, hay muchos descubrimientos que pasan desapercibidos”. En la búsqueda de cuásares, se analizan grandes regiones del cielo y después se emplean modelos, a veces de aprendizaje automático, para intentar distinguir los cuásares de las estrellas u otros objetos celestes. Como sucede con otros modelos informáticos similares, se entrenan con imágenes de lo conocido y clasificado, algo que dificulta que se realicen nuevos descubrimientos cuando los objetos se alejan de la norma.

Para Isabel Márquez, del Instituto de Astrofísica de Andalucía, del CSIC, el tamaño de este objeto será útil para poner a prueba las relaciones entre masa y luminosidad de los agujeros negros lejanos, algo que, hasta ahora, requiere muchas extrapolaciones. “Cuando funcione el ELT (el Telescopio Extremadamente Grande, que se está construyendo en Chile) y se pueda hacer interferometría óptica, será uno de los primeros objetos que se van a ir a investigar”, apunta Márquez. Este cuásar tan brillante servirá para saber si las estimaciones con las que se calculan los tamaños y otras características de los agujeros negros son adecuadas. En el VLT hay un instrumento, GRAVITY+, que se emplea para medir la masa de los agujeros negros y el cuásar J0529-4351 servirá para actualizarlo.

El descubrimiento de objetos tan grandes en etapas tempranas del universo muestra “la predilección del universo por formar objetos muy masivos, en zonas más densas y con más galaxias que ahora”, explica Márquez. “En el universo más tardío ya no se pueden generar esos objetos”, añade. En opinión de Mezcua, esta clase de descubrimientos “da peso a la teoría de los agujeros semilla”: un tipo de objetos que ayudaría a explicar cómo se formaron agujeros negros tan masivos tan pronto, cuando no está claro cómo podría haberse acumulado tanta materia. Descubrimientos como el anunciado hoy o los que está realizando el telescopio espacial James Webb, que está detectando agujeros negros aún más antiguos que J0529-4351, que aparecieron solo 400 millones de años después del Big Bang, están reconstruyendo la historia de aquellos primeros tiempos del cosmos, esenciales para entender cómo evolucionó hasta convertirse en el universo que habitamos.

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