Pesar la galaxia de un cuásar con precisión

Galaxia con cuásar deformada por lente gravitacional - EPFL

   MADRID, 5 Jun. (EUROPA PRESS) -

   Investigadores de la EPFL ha encontrado una manera de usar el fenómeno de la lente gravitacional para determinar con tres veces más precisión la masa de una galaxia que contiene un cuásar.

   Conocer la masa de las galaxias anfitrionas del cuásar proporciona información sobre la evolución de las galaxias en el universo primitivo, para construir escenarios de formación de galaxias y desarrollo de agujeros negros. Los resultados se publican en Nature Astronomy.

   "La precisión y exactitud sin precedentes logradas con lentes gravitacionales brindan una nueva vía para obtener estimaciones de masa sólidas en el Universo distante, donde las técnicas convencionales carecen de precisión y son susceptibles a sesgos", dice el astrofísico de la EPFL Frédéric Courbin, autor principal del estudio.

   Un cuásar es una manifestación luminosa de un agujero negro supermasivo que acumula materia circundante, asentándose en el centro de una galaxia anfitriona. En general, es difícil medir qué tan pesada es la galaxia anfitriona de un cuásar porque los cuásares son objetos muy distantes y también porque son tan brillantes que eclipsan cualquier cosa que se encuentre en su vecindad.

   La lente gravitatoria nos permite calcular la masa del objeto de la lente. Gracias a la teoría de la gravitación de Einstein, sabemos cómo los objetos masivos en el primer plano del cielo nocturno, la lente gravitacional, pueden desviar la luz que proviene de los objetos del fondo. El resultado son extraños anillos de luz, que en realidad son distorsiones de la luz del objeto de fondo por la lente gravitacional, informa Eureka Alert.

   Hace una década Courbin se dio cuenta de que podía combinar los dos, cuásares y lentes gravitacionales, para medir la masa de la galaxia anfitriona de un cuásar. Para ello, tuvo que encontrar un cuásar en una galaxia que también actúe como lente gravitacional.

   En 2010, él y sus colegas encargaron tiempo en el telescopio espacial Hubble para observar 4 candidatos, de los cuales 3 mostraban lentes. De los tres, uno destacaba por sus característicos anillos de lentes gravitacionales: SDSS J0919+2720.

   La imagen HST de SDSS J0919+2720 muestra dos objetos brillantes en primer plano, cada uno de los cuales actúa como una lente gravitacional, "probablemente dos galaxias en proceso de fusión", explica Courbin. El de la izquierda es un cuásar brillante, dentro de una galaxia anfitriona demasiado tenue para ser observada. El objeto brillante de la derecha es otra galaxia, la principal lente gravitacional. Un objeto débil en el extremo izquierdo es una galaxia compañera. Los anillos característicos son luz deformada procedente de una galaxia de fondo.

   Al analizar cuidadosamente los anillos con lentes gravitacionales en SDSS J0919+2720, es posible determinar la masa de los dos objetos brillantes... en principio. Desenredar las masas de los diversos objetos hubiera sido imposible sin el reciente desarrollo de una técnica de modelado de lentes basada en ondículas por parte del coautor Aymeric Galán, actualmente en la Universidad Técnica de Münich (TUM).

   "Uno de los mayores desafíos de la astrofísica es comprender cómo se forma un agujero negro supermasivo", explica Galán. "Conocer su masa, cómo se compara con su galaxia anfitriona y cómo evoluciona a través de los tiempos cósmicos, es lo que nos permite descartar o validar ciertas teorías de formación".

   Los eventos de lentes gravitacionales son muy raros, con una galaxia entre mil revelando el fenómeno. Dado que los cuásares se ven en aproximadamente una de cada mil galaxias, un cuásar que actúa como lente es uno en un millón. Los científicos esperan detectar cientos de estos cuásares de lente con la misión Euclid de ESA-NASA, que se lanzará este verano con un cohete Falcon-9 de SpaceX.