ID830, el cuásar más luminoso en rayos X, sorprende a los astrónomos

Un equipo internacional de astrónomos empleó el satélite Spektr-RG y varios telescopios terrestres para investigar un cuásar distante conocido como ID830. Los resultados de las nuevas observaciones, publicadas el 7 de noviembre en el servidor de preimpresión arXiv, indican que ID830 es el cuásar más luminoso en rayos X conocido hasta la fecha.

Los cuásares, o objetos cuasi estelares (QSOs), son núcleos galácticos activos (AGN) en los centros de galaxias activas, impulsados por agujeros negros supermasivos (SMBHs). Estos cuásares exhiben luminosidades bolométricas muy altas (más de un cuindecillón erg/s), emitiendo radiación electromagnética observable en radio, infrarrojo, visible, ultravioleta y rayos X.

Luminoso, más luminoso, el más luminoso

Uno de los AGN radio-luminosos particularmente interesantes es eFEDS J084222.9+0010000, o ID830, con un corrimiento al rojo de 3.43. Este cuásar alcanza una luminosidad bolométrica de aproximadamente un quindecillón erg/s, lo que sugiere que alberga un SMBH extremadamente masivo cerca del límite máximo de 10 mil millones de masas solares, o un SMBH en una fase de acreción super-Eddington.

Un grupo de astrónomos liderado por Sakiko Obuchi de la Universidad de Waseda en Tokio, Japón, decidió abordar esta cuestión realizando un estudio multibanda de ID830.

"Al combinar espectroscopía de rayos X de eROSITA, SDSS y espectros de ultravioleta–óptico en el marco de referencia de Subaru/MOIRCS, así como datos extensos de radio de LOFAR, GMRT, FIRST, ASKAP y VLASS, hemos revelado que ID830 representa un raro ejemplo de un cuásar super-Eddington, radio-luminoso, que exhibe un exceso extremo de rayos X", explicaron los investigadores.

El estudio encontró que ID830 tiene una luminosidad en rayos X a un nivel de 0.01 quindecillón erg/s, lo que lo convierte en uno de los cuásares radio-luminosos más brillantes detectados hasta ahora. Su luminosidad bolométrica se midió en alrededor de 0.076 quindecillón erg/s, lo que da como resultado una relación de Eddington de 1.4, confirmando así la acreción super-Eddington.

Según el estudio, ID830 presenta un oscurecimiento moderado de aproximadamente 0.39 mag. La masa del agujero negro supermasivo se estimó en alrededor de 440 millones de masas solares.

Además, se encontró que ID830 exhibe una alta relación de luminosidades ultravioleta a rayos X, calculada en -1.2. Esta es más alta en comparación con otros cuásares y puntos rojos pequeños (LRDs) en la fase super-Eddington con luminosidades ultravioletas similares. Se supone que los LRDs son un tipo de AGN temprano con SMBHs.

La potencia cinética del chorro de ID830, a un nivel de 1–10 cuindecillones erg/s, es comparable a su luminosidad radiativa. Esto sugiere que la energía mecánica del chorro puede acoplarse de manera eficiente al medio interestelar anfitrión.

Cuásar transicional

Los autores del artículo señalan que los resultados indican que ID830 se encuentra en una fase transicional en la que la corona y el chorro se energizan simultáneamente tras un estallido de acreción.

"ID830 puede representar un cuásar super-Eddington post-estallido que conecta la brecha entre los cuásares sub-Eddington y los 'puntos rojos' de baja luminosidad en rayos X, que fueron identificados recientemente con el JWST", concluyeron los científicos.