Astrónomos liderado por Joseph Hennawi del Instituto Max Planck de Astronomía han descubierto el primer cuásar cuádruple: cuatro raros agujeros negros activos situados en estrecha proximidad entre sí.

El cuarteto -analizado desde el Observatorio WM Keck en Hawai- reside en una de las estructuras más masivas que se han descubierto en el universo distante, y está rodeado por una nebulosa gigante de gas denso. Debido a que el descubrimiento viene con probabilidades de una entre diez millones, quizás los cosmólogos necesitan repensar sus modelos de evolución de los cuásar y la formación de las estructuras cósmicas más masivas. Los resultados se publican en el último número de Science.

Los cuásares constituyen una breve fase de la evolución de las galaxias, impulsada por la caída en la materia en un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia. Durante esta fase, son los objetos más luminosos del Universo, brillando cientos de veces más que sus galaxias anfitrionas, que a su vez contienen cientos de miles de millones de estrellas. Pero estos episodios hiper luminosos duran sólo una pequeña fracción de la vida de una galaxia, por lo que los astrónomos tienen que ser muy afortunados para cazarlos.

Como resultado, los cuásares son extremadamente raros en el cielo, y por lo general están separados por cientos de millones de años luz de otras. Los investigadores estiman que las probabilidades de descubrir un cuásar cuádruple por casualidad es una entre diez millones. ¿Cómo tuvieron tanta suerte?

Las pistas provienen de las propiedades peculiares del entorno del cuarteto. Los cuatro quásares están rodeados por una nebulosa gigante de hidrógeno frío y denso, que emite luz, ya que se irradia por el intenso resplandor de los quásares. Además, tanto el cuarteto como la nebulosa que lo rodea residen en una esquina rara del universo con una cantidad sorprendentemente grande de materia. "Hay varios cientos de veces más galaxias en esta región de lo que se puede esperar ver a estas distancias", dijo J. Xavier Prochaska, profesor de la Universidad de California en Santa Cruz e investigador principal de las observaciones Keck Observatory.

Es un ejemplo de un progenitor o antepasado de un cúmulo de galaxias de hoy en día, o proto-cúmulo

Dado el número excepcionalmente elevado de las galaxias, este sistema se asemeja a las aglomeraciones masivas de galaxias, conocidas como cúmulos de galaxias, que los astrónomos observan en el universo actual. Pero debido a que la luz de esta metrópolis cósmica ha estado viajando 10.000 millones de años antes de llegar a la Tierra, las imágenes muestran la región como era hace 10.000 millones de años, menos de 4.000 millones de años después del Big Bang. Por tanto, es un ejemplo de un progenitor o antepasado de un cúmulo de galaxias de hoy en día, o proto-cúmulo para abreviar.

Juntando todas estas anomalías, los investigadores trataron de entender lo que parece ser su increíble golpe de suerte. "Si se descubre algo que, según la actual sabiduría científica debe ser extremadamente improbable, se puede llegar a una de dos conclusiones: o se tiene mucha suerte, o se necesita modificar la teoría," dijo Hennawi.

Los investigadores especulan que algún proceso físico podría hacer que la actividad de cuásares sea mucho más probable en entornos específicos. Una posibilidad es que los episodios se activan cuando las galaxias colisionan o se fusionan, debido a que estas interacciones violentas agrupan suficiente de gas en el agujero negro central. Tales encuentros son mucho más probable que ocurran en un proto-cúmulo denso lleno de galaxias.