La imagen del Hubble de un solo quásar, WFI2026-4536, gravitacionalmente lente e imagen en cuatro subimágenes. El panel (a) muestra la imagen, y el panel (b) muestra la imagen después de restar los componentes del cuásar, revelando la débil galaxia de lente en primer plano ("G"). Los astrónomos han utilizado variaciones de luz entre los componentes con lentes del quásar para inferir el tamaño de su disco de acreción y la masa de su agujero negro supermasivo. Crédito:NASA-Hubble, Morgan y col. 2003
Un núcleo galáctico activo (AGN) es un agujero negro supermasivo que reside en el núcleo de una galaxia que está acumulando material. La acreción ocurre en la vecindad del toro caliente alrededor del núcleo, y puede generar chorros de partículas cargadas que se mueven rápidamente y emiten brillantes, radiación variable como material ccelertes a medida que cae hacia adentro. Los quásares son quizás los AGN luminosos más conocidos, y sus núcleos están relativamente libres de polvo. Las regiones y los discos nucleares de los cuásares están demasiado lejos y son demasiado pequeños para ser resueltos con telescopios y astrónomos que intentan comprender el comportamiento de los cuásares. AGN, y los discos de acreción se ven obligados a inferir la física a partir de mediciones indirectas. Las mediciones de variabilidad de flujo ofrecen una de esas vías.
La microlente se refiere a los breves destellos de luz que se producen al mover cuerpos cósmicos, actuando como lentes gravitacionales, modular la intensidad de la luz de las fuentes de fondo. Debido a que el camino de la luz se desvía por la presencia de una masa, Los cuerpos materiales pueden actuar como lentes gravitacionales para distorsionar las imágenes de los objetos que se ven detrás de ellos. La microlente ofrece la oportunidad de medir los tamaños de quasar AGN. Ocasionalmente se encuentran imágenes de cuásares con lentes que han sido magnificadas y distorsionadas en múltiples imágenes por una galaxia en primer plano y los objetos estelares dentro de ella. A medida que el quásar se mueve en relación con nuestra línea de visión, esta ampliación cambia, generando una variabilidad significativa no correlacionada entre las imágenes durante meses o años. Si los retrasos de tiempo entre las múltiples imágenes del cuásar se controlan lo suficientemente de cerca durante múltiples épocas, es posible desentrañar la variabilidad intrínseca del cuásar a partir de la variabilidad de microlente. Hasta ahora, solo se han realizado catorce mediciones de tamaño de cuásares de varias épocas.
El astrónomo de CfA Emilio Falco fue miembro de un equipo que utilizó estas técnicas de variabilidad para estimar el tamaño y la masa del disco de acreción y el agujero negro en el quásar WFI2026-4536. un quásar tan distante que su luz viaja hacia nosotros durante casi once mil millones de años; la edad del universo es de sólo 13,7 mil millones de años. Los científicos analizaron los datos de variabilidad de la luz óptica durante trece años, de 2004 a 2017, y desarrolló modelos de lentes que fueron capaces de limitar el tamaño del disco de acreción del quásar a unas trescientas sesenta unidades astronómicas y la masa de su agujero negro supermasivo a alrededor de mil quinientos millones de masas solares. La masa está de acuerdo con otras expectativas y con el rango de masas en los otros catorce quásares medidos de manera similar, pero aproximadamente el doble de lo esperado a partir de métodos basados en la luminosidad. También informan las primeras mediciones de masa del agujero negro central utilizando datos espectroscópicos, con resultados consistentes con el método de variabilidad. Los impresionantes resultados refinan aún más nuestra comprensión de estos monstruos distantes y refinan los modelos de AGN.