Gracias al Giant Meterwave Radio Telescope (GMRT) en India, un equipo de astrónomos ha identificado recientemente 53 nuevos ejemplares de una categoría rara de cuásares, llamados cuásares de radio gigantes. Estos objetos emiten ondas de radio y sus chorros se extienden hasta 7,2 millones de años luz, aproximadamente cincuenta veces el ancho de la Vía Láctea.
Este descubrimiento forma parte de un conjunto más amplio de 369 cuásares de radio detectados en los datos del TIFR GMRT Sky Survey (TGSS), que ha escrutado cerca del 90% del cielo visible desde la Tierra. La sensibilidad y la amplia cobertura del GMRT fueron determinantes para detectar estas estructuras gigantescas y a menudo muy distantes.
Dos ejemplos de cuásares de radio gigantes recientemente descubiertos, cada uno extendiéndose millones de años luz.
Crédito: Pal, et al (2025) Estos cuásares son alimentados por agujeros negros supermasivos, cuya masa equivale a millones o miles de millones de veces la del Sol. Situados en el centro de las galaxias, estos agujeros negros atraen enormes cantidades de gas y polvo que forman un disco de acreción a su alrededor.
La fricción dentro de este disco calienta la materia, produciendo una intensa radiación. Sin embargo, parte de este material no es absorbido; es canalizado por campos magnéticos hacia los polos del agujero negro, luego eyectado a velocidades extremas en forma de chorros gemelos. Estos chorros, al alejarse, se ensanchan para formar lóbulos vastos que emiten principalmente en el dominio de radio.
Los investigadores han observado que estos chorros gigantes a menudo presentan una asimetría marcada en longitud o luminosidad. Esta disimetría refleja las condiciones desiguales del medio intergaláctico atravesado. Un lado del chorro puede encontrar nubes de gas más densas, lo que frena su expansión, mientras que el otro se propaga libremente en un entorno más tenue. Esta interacción con el medio circundante moldea la evolución de los chorros y ofrece pistas valiosas sobre la composición y densidad del gas entre las galaxias (ver la explicación sobre los chorros como sondas al final del artículo).
El estudio también revela que al menos el 14% de estos cuásares gigantes se encuentran dentro de cúmulos o filamentos galácticos, donde la materia está más concentrada. En estas regiones densas, los chorros pueden ser frenados, desviados o fragmentados por el gas circundante. Por el contrario, en zonas más vacías, pueden extenderse sin obstáculos a distancias mayores. Esta influencia del ambiente ayuda a comprender por qué algunos cuásares desarrollan estructuras tan colosales.
Los cuásares más distantes, por lo tanto observados en una época más remota del Universo, generalmente muestran una asimetría más pronunciada. Esto podría explicarse por un cosmos joven, más turbulento y rico en gas, que perturbaba más la trayectoria de los chorros. Al analizar estos objetos, los astrónomos reconstruyen no solo la historia de los agujeros negros supermasivos, sino también la del Universo mismo, desde sus fases iniciales hasta su estado actual.
La detección de estas estructuras plantea desafíos técnicos, porque el vínculo de radio entre los dos lóbulos puede volverse demasiado débil para ser percibido, dando la impresión de una estructura incompleta. Los sondeos de baja frecuencia, como el realizado con el GMRT, son particularmente adecuados porque los lóbulos antiguos emiten más intensamente en estas longitudes de onda. Este enfoque ha permitido revelar una población oculta de cuásares gigantes, abriendo nuevas perspectivas para cartografiar las grandes estructuras cósmicas.
Los chorros de radio, sondas para el Universo lejano
Los chorros de materia emitidos por los cuásares de radio gigantes sirven como verdaderas sondas naturales para estudiar regiones del Universo de otro modo inaccesibles. Al atravesar el medio intergaláctico, revelan su densidad, composición y estructura a escalas de varios millones de años luz. Su comportamiento nos informa, por lo tanto, sobre el ambiente en el que evolucionan las galaxias.
Cuando un chorro encuentra una nube de gas más densa, su progresión se frena y su emisión de radio puede verse afectada. Esto explica por qué los chorros a menudo presentan asimetría: un lado puede parecer más corto o menos brillante porque ha encontrado más resistencia. Al analizar estas diferencias, los astrónomos pueden cartografiar indirectamente la distribución de la materia difusa entre las galaxias.
Además, como la luz tarda en llegarnos, observar un cuásar lejano equivale a mirar al pasado. Los cuásares más lejanos nos muestran el Universo en una época en que era más joven, más caliente y más denso. Las fuertes asimetrías observadas en algunos de ellos indican que el medio intergaláctico estaba entonces más agitado, con diferencias de densidad más marcadas.
Finalmente, el estudio de estos chorros ayuda a comprender el ciclo de vida de los agujeros negros supermasivos y su influencia en la evolución galáctica. La energía liberada por estos chorros puede calentar o dispersar el gas circundante, regulando así la formación de estrellas en la galaxia anfitriona o en sus vecinas. Estos procesos de retroalimentación son fundamentales en la formación de las grandes estructuras que observamos hoy.
Fuente: The Astrophysical Journal Supplement Series