Descubren el chorro de radio más grande jamás visto en el universo

Tras décadas de observaciones astronómicas, los científicos saben que la mayoría de las galaxias contienen agujeros negros masivos en sus centros. El gas y el polvo que caen en estos agujeros negros liberan una enorme cantidad de energía como resultado de la fricción, formando núcleos galácticos luminosos, llamados cuásares que, a su vez, expulsan chorros de materia energética. Estos se pueden detectar con radiotelescopios a grandes distancias. Encontrarse con ellos en las cercanías de nuestra galaxia es habitual, pero hasta ahora habían permanecido esquivos en el universo distante y temprano.

Ahora, gracias a una combinación de telescopios, un equipo de astrónomos liderados por Anniek Gloudemans, ha descubierto un chorro de radio distante que se extiende por al menos 200.000 años luz, el doble del ancho de la Vía Láctea. Los hallazgos se han publicado en The Astrophysical Journal Letters. Se trata del chorro de radio más grande jamás encontrado en esta etapa temprana de la historia del Universo. El chorro se identificó por primera vez utilizando el Telescopio Internacional de Conjunto de Baja Frecuencia (LOFAR), una red de radiotelescopios repartidos por toda Europa.

También se obtuvieron observaciones de seguimiento en el espectro infrarrojo cercano con el Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano Gemini (GNIRS) y en el espectro óptico con el Telescopio Hobby Eberly para pintar una imagen completa del chorro de radio y del cuásar que lo produce. Estos hallazgos son cruciales para obtener más información sobre el momento y los mecanismos detrás de la formación de los primeros chorros a gran escala en nuestro Universo.

“Estábamos buscando cuásares con chorros de radio fuertes en el Universo temprano, lo que nos ayuda a entender cómo y cuándo se forman los primeros chorros y cómo impactan en la evolución de las galaxias”, afirma Gloudemans.

Para entender su historia de formación es necesario determinar las propiedades del cuásar, como su masa y la velocidad a la que consume materia. Para medir estos parámetros, los autores buscaron una longitud de onda específica de la luz emitida por los cuásares. Normalmente, esta señal aparece en el rango de longitud de onda ultravioleta. Sin embargo, debido a la expansión del Universo, que hace que la luz emitida por el cuásar se "estire" a longitudes de onda más largas.

El cuásar, llamado J1601+3102, se formó cuando el Universo tenía menos de 1.200 millones de años, solo el 9% de su edad actual. Si bien los cuásares pueden tener masas miles de millones de veces mayores que la de nuestro Sol, este es bastante pequeño, ya que pesa “apenas” 450 millones de veces la masa del Sol.

“Curiosamente, el cuásar que alimenta este chorro de radio masivo no tiene una masa de agujero negro extrema en comparación con otros cuásares – añade Gloudemans -. Esto parece indicar que no se necesita necesariamente un agujero negro excepcionalmente masivo para generar chorros tan poderosos en el universo temprano”.

Hasta ahora, la escasez de grandes chorros de radio en el universo temprano se había atribuido al ruido del fondo cósmico de microondas, la niebla omnipresente de radiación de microondas que quedó del Big Bang. Esta radiación de fondo persistente normalmente disminuye la luz de radio de esos objetos distantes.

“Es solo porque este objeto es tan extremo que podemos observarlo desde la Tierra, aunque está realmente lejos – afirma Gloudemans -. Este objeto muestra lo que podemos descubrir combinando el poder de múltiples telescopios que operan en diferentes longitudes de onda. Cuando empezamos a observar este objeto esperábamos que el chorro fuera simplemente una fuente cercana no relacionada y que, en su mayor parte, fuera pequeño. Por eso, fue bastante sorprendente que la imagen revelara estructuras de radio grandes y detalladas”.

Los científicos aún tienen una multitud de preguntas sobre cómo los cuásares brillantes en radio como J1601+3102 se diferencian de otros cuásares. Sigue sin estar claro qué circunstancias son necesarios para crear chorros de radio tan potentes, o cuándo se formaron los primeros chorros de radio en el Universo. Ese es el próximo objetivo de los científicos.