Los científicos observaron la emisión de rayos X del cuásar más brillante

La caída de gas en un agujero negro supermasivo alimenta los cuásares entre los objetos más brillantes y distantes del Universo conocido. Se los puede considerar como núcleos galácticos activos (AGN) muy brillantes que producen enormes cantidades de radiación electromagnética que se pueden ver en longitudes de onda en los rangos de radio, infrarrojo, visible, ultravioleta y rayos X.

Se ha observado que el cuásar más brillante de los 9 mil millones de años anteriores de la historia cósmica, SMSS J114447.77-430859.3, o J1144 para abreviar, emite rayos X. La nueva perspectiva aclara el funcionamiento interno de los cuásares y sus interacciones con su entorno.

J1144, ubicado entre las constelaciones de Centauro e Hidra y albergado por una galaxia a 9600 millones de años luz de la Tierra, es increíblemente poderoso y brilla 100 billones de veces más que el sol. Los astrónomos pueden aprender más sobre el agujero negro del cuásar y sus alrededores a partir de la proximidad de J1144 a la Tierra en comparación con otros objetos de la misma intensidad.

Para este estudio, los investigadores combinaron datos de varios observatorios espaciales, incluido el Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) de la NASA, el Observatorio XMM-Newton de la ESA, el instrumento eROSITA en el Observatorio Spectrum-Roentgen -Gamma (SRG) y el Observatorio Neil Gehrels Swift de la NASA. .

Los científicos midieron la temperatura de los rayos X emitidos por el cuásar utilizando datos de los cuatro observatorios. Descubrieron que esta temperatura estaba cerca de los 350 millones de Kelvin, más de 60.000 veces más caliente que la temperatura en la superficie del sol. Los científicos también descubrieron que el agujero negro en el centro del quásar tiene una masa de unas 10 mil millones de veces la del sol y se expande a unas 100 masas solares por año.

Esta fuente produjo radiación de rayos X que cambió en cuestión de días, lo cual es inusual para los cuásares con agujeros negros del tamaño del que se ve en J1144. Para un agujero negro de este tamaño, la escala de tiempo normal de variabilidad sería del orden de meses o incluso años. Las observaciones también revelaron que, si bien el agujero negro absorbe parte del gas, una parte es liberada por los fuertes vientos que liberan una cantidad significativa de energía en la galaxia anfitriona.

El Dr. Kammoun, autor principal del artículo, dice: “Nos sorprendió mucho que ningún observatorio de rayos X hubiera observado esta fuente a pesar de su poder extremo”.

Él añade, “Los quásares similares generalmente se encuentran a distancias mucho mayores, por lo que parecen mucho más débiles, y los vemos como eran cuando el Universo tenía solo 2-3 mil millones de años. J1144 es una fuente rara porque es muy brillante y mucho más cerca de la Tierra (¡aunque todavía a una gran distancia!), lo que nos brinda una visión única de cómo se ven estos poderosos cuásares.

“En junio de este año comenzará una nueva campaña de vigilancia de esta fuente, que puede revelar más sorpresas de esta única fuente”.

Referencia de la revista:

1. ES Kammoun et al., The first X-ray look at SMSS J114447.77-430859.3: the brightest quasar in the last 9 Gyr, Royal Astronomical Society Monthly Notices (2023). YO: 10.1093/mnras/stad952