La semana pasada, los astrónomos de la Universidad de Yale informaron haber visto algo inusual: una baliza aparentemente cortada desde los confines del Universo se quedó en silencio. Esta fuente de luz reliquia, un cuásar ubicado en la región de nuestro cielo conocida como el ecuador celeste, inesperadamente se oscureció 6-7 veces durante la primera década del siglo XXI. Gracias a este cambio dramático en la luminosidad, los astrónomos ahora tienen una oportunidad sin precedentes para estudiar tanto el ciclo de vida de los cuásares como las galaxias que alguna vez llamaron hogar.
Un quásar surge de una galaxia distante (y, por lo tanto, muy antigua) que una vez contuvo un agujero negro supermasivo central giratorio, lo que los astrónomos llaman un núcleo galáctico activo. Esta bestia giratoria tragó vorazmente grandes cantidades de gas y polvo ambiental, pateó el material circundante y lo envió a la galaxia a velocidades vertiginosas. Los quásares brillan porque estos antiguos aviones alcanzaron enormes energías, dando lugar a un torrente de luz tan poderoso que los astrónomos aún pueden detectarlo aquí en la Tierra, miles de millones de años después.
En su apogeo, algunos núcleos galácticos activos también eran lo suficientemente enérgicos como para excitar electrones más lejos del agujero negro central. Pero incluso en el Universo temprano, los electrones no podían soportar ese tipo de emoción para siempre; Las leyes de la física no lo permiten. Finalmente, cada electrón volvería a caer a su estado de reposo, liberando un fotón de energía correspondiente. Este ciclo de excitación sucedió una y otra y otra vez, en patrones regulares y predecibles. Los astrónomos modernos pueden visualizar esas transiciones, y las energías que las causaron, al examinar el espectro óptico de un cuásar en busca de líneas de emisión características en ciertas longitudes de onda.
Sin embargo, no todos los cuásares son iguales. Mientras que los espectros de algunos cuásares revelan muchas líneas de emisión amplias y brillantes a diferentes energías, los espectros de otros cuásares consisten solo en la variedad tenue y estrecha. Hasta ahora, algunos astrónomos pensaban que estas variaciones en las líneas de emisión entre los quásares se debían simplemente a las diferencias en su orientación vista desde la Tierra; es decir, cuanto más cara a cara fuera un quásar con nosotros, más amplias serían las líneas de emisión que los astrónomos podrían ver.
Pero todo eso ahora ha sido cuestionado, gracias a nuestro amigo J015957.64 + 003310.5, el cuásar revelado por el equipo de astrónomos de Yale. De hecho, ahora es plausible que el patrón de líneas de emisión de un cuásar simplemente cambie a lo largo de su vida útil. Después de reunir diez años de observaciones espectrales del cuásar, los investigadores observaron su cambio original en el brillo en 2010. En julio de 2014, confirmaron que todavía era tan tenue, refutando las hipótesis que sugerían que el efecto se debía simplemente a gases o polvo intervinientes. . "Hemos analizado cientos de miles de cuásares en este momento, y ahora hemos encontrado uno que se ha apagado", explicó C. Megan Urry, coautora del estudio.
¿Cómo pasaría eso, preguntas? Después de observar la escasez comparable de líneas de emisión amplias en su espectro, Urry y sus colegas creen que hace mucho tiempo, el agujero negro en el corazón del cuásar simplemente se puso a dieta. Después de todo, un núcleo galáctico activo que consumiera menos material generaría menos energía, dando lugar a chorros de partículas más débiles y menos átomos excitados. "La fuente de energía se atenuó", dijo Stephanie LaMassa, investigadora principal del estudio.
LaMassa continuó: "Debido a que el ciclo de vida de un cuásar es una de las grandes incógnitas, atrapar uno a medida que cambia, dentro de la vida humana, es increíble". Y dado que el ciclo de vida de los cuásares depende del ciclo de vida de los agujeros negros supermasivos, este descubrimiento puede ayudar a los astrónomos a explicar cómo evolucionan los que se encuentran en el centro de la mayoría de las galaxias con el tiempo, incluido Sagitario A *, el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra propia Vía Láctea.
"Aunque los astrónomos han estado estudiando los cuásares durante más de 50 años, es emocionante que alguien como yo, que ha estudiado los agujeros negros durante casi una década, pueda encontrar algo completamente nuevo", agregó LaMassa.
La investigación del equipo se publicará en un próximo número de El diario astrofísico. Una preimpresión del documento está disponible aquí.
