La última reunión anual de la Sociedad Astronómica Americana celebrada en Missouri ha tenido como protagonista a Allison Kirkpatrick. Y es que durante el encuentro, la profesora de física y astronomía en la Universidad de Kansas, dio a conocer entre sus colegas un nuevo fenómeno cuya existencia, a priori, se podría catalogar como algo absurdo, un oxímoron astronómico, los llamados cuásares fríos.

El término cuásar o quásar, es el acrónimo de lo que se define como una fuente de radio cuasiestelar, por sus siglas en inglés. Los cuásares se forman cuando el agujero negro situado en el centro de una galaxia comienzan a "engullir" toda la materia que se encuentra a su alrededor. Durante este proceso y formando lo que se conoce como un disco de acreción, todo el material que rodea al agujero negro súper masivo se precipita hacia su centro de un modo parecido al que lo haría el agua que se escapa por un sumidero.

Y durante este proceso, las velocidades alcanzadas por la ingente cantidad de materia en movimiento dan lugar a la liberación de una descomunal cantidad de energía en forma de ondas de radio, luz, infrarrojo, ultravioleta y rayos X, que hacen de los cuásares los objetos más brillantes del universo conocido.

Así, el término cuásar frío hace referencia a galaxias que, como su nombre indica, poseen una gran cantidad de gas frío pero que, a pesar de alojar un cuásar central, en su interior puede tener lugar el nacimiento de nuevas estrellas. Se trata de un descubrimiento revolucionario que anula las suposiciones previas relativas la maduración de las galaxias y que puede representar una fase del ciclo de vida de estas hasta ahora ignorada por los astrónomos.

Sobre galaxias eméritas

La formación de un cuásar se relaciona con lo que podríamos denominar como una jubilación galáctica, pues desde hace mucho tiempo se había postulado que la formación de los mismos eran un indicador de la imposibilidad de una galaxia para producir nuevas estrellas en su interior.

Cuando una galaxia ha perdido la capacidad de formar nuevas estrellas, decimos que es una galaxia muerta

Kirkpatrick ofrece una explicación larga pero sencilla: "todo el gas que se acumula en un agujero negro se está calentando y emitiendo rayos X. De este modo, como ocurre en todo cuerpo, la longitud de onda de la luz que se emite durante este proceso es directamente proporcional a la temperatura que se alcanza en el mismo. Por ejemplo, tú y yo emitimos en luz infrarroja. Pero algo que emite rayos X es una de las cosas más calientes del universo.

Cuando todo este gas que rodea al agujero negro comienza a acumularse y a moverse a velocidades relativistas, también se genera un enorme campo magnético. Y de la misma manera que se producen las llamaradas solares, puede ocurrir que grandes cantidades de materia se desplacen a través de estos campos magnéticos generando grandes chorros de material -conocidos como jets relativistas- que pueden ser disparados a enormes distancias del agujero negro. Estos chorros esencialmente ahogan el suministro de gas de la galaxia, por lo no puede ser empleado para formar nuevas estrellas. Y así, cuando una galaxia ha dejado de formar estrellas, decimos que es una galaxia muerta".

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Pero según el sondeo realizado Kirkpatrick, alrededor del 10% de las galaxias que acogen agujeros negros súper masivos tenían un suministro de gas frío después de ingresar en esta fase, y aún eran susceptibles de generar nuevas estrellas. "Esto, en sí mismo, es sorprendente, explica la investigadora. "Este 10% representa un dato realmente único e inesperado".

"Entre toda la población de galaxias estudiadas encontramos algunas muy compactas, azules y luminosas", continúa. Se parecen exactamente a lo que se esperaría de aquellas en cuyo centro se aloja un agujero negro súper masivo durante las etapas finales de vida de una galaxia, en la que se han apagado la mayoría de sus estrellas. Sin embargo en ellas también hemos encontrado una gran cantidad de gas frío". Esta es la población a la que denominó como "cuásares fríos".

"Hemos ´atrapado´ a estas galaxias justo antes de que se detenga la formación de estrellas en su interior"

La astrofísica sospechó que los cuásares fríos de su estudio representan un breve período -aún no reconocido- en las fases finales de la vida de una galaxia. En términos de una vida humana, esta fase fugaz puede ser algo similar a una fiesta de jubilación galáctica. "Estas galaxias son raras porque se encuentran en una fase de transición. Las hemos "atrapado" justo antes de que se detenga la formación de estrellas en su interior. Y se trata, además, de un período de transición que debería ser muy corto".

Tomando la temperatura al universo

Kirkpatrick identificó por primera vez estos objetos de interés en un área delSloan Digital Sky Survey, el mapa digital más detallado del universo disponible. Fue en un área llamada Stripe 82, donde Kirkpatrick y sus colegas pudieron identificar visualmente los quásares.

"Luego recorrimos este área con el telescopio XMM Newton de la NASA y lo examinamos. Los rayos X son la firma de los agujeros negros en crecimiento. Así los detectamos para después examinarlos con el Telescopio Espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea, un telescopio de infrarrojo lejano que puede detectar el polvo y gas de la galaxia anfitriona".

"Ahora pensamos que esta es una fase de transición, digamos que de 10 millones de años"

La investigadora afirma que sus hallazgos brindan a los científicos una nueva comprensión más detallada de cómo se produce la extinción de estrellas en las galaxias, y anula las anteriores presunciones sobre los quásares. "Ya sabíamos que los quásares atraviesan una fase de oscurecimiento provocada por el polvo estelar que los rodea", explica Kirkpatrick. "Llamamos a eso fase de cuásar rojo. Sin embargo ahora nos hemos encontrado esta nueva fase de transición que desconocíamos. Si hace poco le hubieras dicho a alguien que habías encontrado un quásar luminoso de tonalidades azules, pero con grandes cantidades de polvo y gas, y el que todavía se forman estrellas, te habrían respondido que no es así como se ocurren estas que cosas, que deberías mirar dos veces".

"Ahora pensamos que esta es una fase de transición, digamos que de 10 millones de años. En escalas de tiempo universales, se trata de un periodo de tiempo realmente corto, difícil de advertir e indentificar". Ahora lo que debemos estudiar es si esta fase de "quasar frío" son fenómenos aislados u ocurren en todas las galaxias", concluye la autora.