Cuando pensamos en el Universo primitivo, debemos trasladarnos a un lugar bullicioso donde las galaxias chocaban a menudo entre sí, e incluso se fusionaban. Esto daba como resultado agujeros negros supermasivos que irradiaban una luz sumamente brillante, la más luminosa que hemos podido detectar en el cosmos, a eso es a lo que llamamos un cuásar. Ahora bien, gracias al Telescopio Espacial Hubble de la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA) y a otros observatorios satelitales y terrestres pudimos dar un "vistazo" al pasado... y encontrar un alucinante evento astronómico.
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Un par de cuásares unidos gravitacionalmente
En la edad temprana del cosmos, este tipo de eventos eran comunes todo el tiempo, y ahora pudimos finalmente descubrir uno de estos sucesos sumamente inesperados y raros. Este par de cuásares resplandecían dentro de dos galaxias que se fusionaban. De acuerdo con la comunidad científica, existían cuando el Universo tenía solo 3 mil millones de años, o sea que era la etapa más "primitiva" de la creación.
Los cuásares son objetos brillantes alimentados por agujeros negros voraces y supermasivos que lanzan feroces fuentes de energía a medida que se llenan de gas, polvo y cualquier otra cosa que esté a su alcance gravitacional.
"No vemos muchos cuásares dobles en esta época temprana del universo. Y es por eso que este descubrimiento es tan emocionante", dijo el estudiante graduado Yu-Ching Chen de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, autor principal de este estudiar.
Los cuásares binarios cercanos son relativamente raros
Debido a que estos "vivieron" en los lapsos más violentos de la creación, verlos es saber que actualmente ya no existen. Entonces, encontrar cuáseres binarios cercanos es un área de investigación "relativamente nueva" que se acaba de desarrollar —en los últimos 10 a 15 años—, debido a su complejidad. Los nuevos y poderosos observatorios de hoy han permitido a los astrónomos identificar casos en los que dos cuásares están activos al mismo tiempo y están lo suficientemente cerca como para fusionarse.
Con este hallazgo, nos encontramos con más pruebas de que las galaxias se formaban a través de fusiones. Los sistemas más pequeños se unen para formar a los más grandes y crear estructuras cada vez más grandes. Durante ese proceso, deberían formarse pares de agujeros negros supermasivos dentro de las galaxias que se fusionan. "Conocer la población progenitora de los agujeros negros eventualmente nos informará sobre la aparición de los mismos en el nivel supermasivo dentro del universo primitivo y cuán frecuentes podrían ser esas fusiones", explicó Yu-Ching Chen.
"Estamos comenzando a revelar esta punta del iceberg de la población de cuásares binarios tempranos", dijo Xin Liu de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. "Esta es la singularidad de este estudio. En realidad, nos dice que esta población existe, y ahora tenemos un método para identificar cuásares dobles que están separados por menos del tamaño de una sola galaxia".
Fue buscar una aguja en un pajar
No fue mera casualidad el encontrar este suceso. De acuerdo con los astrónomos la búsqueda fue sumamente pesada porque se tuvieron que utilizar varios recursos, combinaron el Telescopio Espacial Hubble de la NASA y los Observatorios WM Keck en Hawai. Las observaciones de longitud de onda múltiple del Observatorio Internacional Gemini en Hawai, Karl G. Jansky Very Large Array de la NSF en Nuevo México y el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA también contribuyeron a comprender al dúo dinámico. De hecho el punto clave también se lo llevó el observatorio espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA) pues ayudó a identificar este cuásar doble en primer lugar.
"La sensibilidad y la resolución de Hubble proporcionaron imágenes que nos permiten descartar otras posibilidades de lo que estamos viendo", dijo Chen. "Hubble muestra, de manera inequívoca, que se trata de un par genuino de agujeros negros supermasivos, en lugar de dos imágenes del mismo cuásar creadas por una lente gravitacional en primer plano. Y Hubble muestra una característica de marea de la fusión de dos galaxias, donde la gravedad distorsiona la forma de las galaxias formando dos colas de estrellas."
Cabe destacar que los cuásares aparecen como objetos únicos porque están muy cerca unos de otros. Sin embargo, el observatorio espacial Gaia pudo captar una "sacudida" sutil e inesperada que imita un cambio aparente en la posición de algunos de los cuásares que observa. Y es que en realidad, los quásares no se mueven por el espacio de forma mensurable. En cambio, su sacudida podría ser evidencia de fluctuaciones aleatorias de luz a medida que cada miembro del par de cuásares varía en brillo en escalas de tiempo de días a meses, dependiendo del horario de alimentación de su agujero negro.
Este brillo alternativo entre el par de cuásares es similar a ver una señal de cruce de ferrocarril desde la distancia. A medida que las luces a ambos lados de la señal estacionaria parpadean alternativamente, la señal da la ilusión de "movimiento". Otro desafío es que, debido a que la gravedad deforma el espacio como un espejo de una casa de la risa, una galaxia en primer plano podría dividir la imagen de un quásar distante en dos, creando la ilusión de que en realidad era un par binario.
Este cuásar doble ya no existe
El Telescopio espacial Hubble nos pudo confirmar que este cuásar doble ya no existe. Durante los 10 mil millones de años intermedios, sus galaxias anfitrionas probablemente se han asentado en una galaxia elíptica gigante, como las que se ven en el universo local hoy. Y los cuásares se han fusionado para convertirse en un gigantesco agujero negro supermasivo en su centro. Para que dimensionemos su tamaño, el conjunto estelar en forma de elíptica gigante, M87, tiene un monstruoso devorador pesa 6.500 millones de veces la masa de nuestro Sol. Quizás este agujero negro surgió de una o más fusiones de galaxias en los últimos miles de millones de años.
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