En los años cincuenta, los radioastrónomos detectaron fuentes de radio que parecían estrellas en las fotografías, pero con un espectro desconcertante. En 1963, Maarten Schmidt comprendió que las líneas de uno de esos objetos estaban desplazadas hacia el rojo en una cantidad enorme. Eso significaba que estaba extraordinariamente lejos y, por tanto, que era increíblemente luminoso. Habían descubierto los cuásares.
Un cuásar es el núcleo extremadamente brillante de una galaxia, alimentado por un agujero negro supermasivo que está devorando materia a gran velocidad. Puede emitir más luz que cientos o miles de galaxias enteras, concentrada en una región no mucho mayor que el Sistema Solar. Su nombre proviene de fuente de radio casi estelar.
La materia que cae hacia el agujero negro no lo hace directamente: forma un disco de acreción, en el que el gas gira a velocidades cercanas a la luz. La fricción y la compresión lo calientan a millones de grados, haciendo que emita radiación intensísima en todo el espectro. La conversión de materia en energía es mucho más eficiente que en la fusión nuclear.
Muchos cuásares lanzan chorros de partículas en direcciones opuestas, perpendiculares al disco, que se desplazan a velocidades cercanas a la de la luz y pueden extenderse cientos de miles de años luz. Se cree que están generados por los campos magnéticos retorcidos cerca del agujero negro.
Los cuásares son el ejemplo más extremo de una familia llamada núcleos galácticos activos. Según el modelo unificado, objetos aparentemente distintos, como las galaxias Seyfert, los blázares y los cuásares, serían el mismo tipo de objeto visto desde diferentes ángulos y con distintas cantidades de gas disponible.
Los cuásares eran mucho más comunes en el universo joven, hace unos diez mil millones de años, que hoy. Entonces, las galaxias tenían más gas para alimentar a sus agujeros negros. Hoy, la mayoría de los agujeros negros supermasivos, incluido el de nuestra galaxia, están relativamente inactivos por falta de combustible.
Se han descubierto cuásares tan distantes que su luz salió cuando el universo tenía menos de mil millones de años. Su existencia plantea un enigma: cómo crecieron tanto agujeros negros de miles de millones de masas solares en tan poco tiempo. Telescopios como el James Webb investigan esa pregunta.
La luz de un cuásar atraviesa nubes de gas en su camino hacia nosotros y deja huellas en su espectro. Los astrónomos las usan para estudiar la composición y distribución del gas intergaláctico y la historia de la reionización del universo.
La energía liberada por un cuásar puede calentar y expulsar el gas de su galaxia anfitriona, frenando la formación de estrellas. Este mecanismo, llamado retroalimentación, explica por qué existe una relación entre la masa del agujero negro central y las propiedades de la galaxia.
Para los cuásares se usa el corrimiento al rojo de sus líneas espectrales, que indica cuánto se ha expandido el universo desde que emitieron la luz. Un corrimiento de seis, por ejemplo, corresponde a una época en que el universo tenía menos de mil millones de años. Los astrónomos catalogan cientos de miles de cuásares en grandes censos del cielo, que permiten estudiar la historia del crecimiento de los agujeros negros a lo largo del tiempo cósmico.
Los cuásares son los fenómenos más energéticos que conocemos, y a la vez herramientas para explorar el cosmos remoto. Cada observación acerca un poco más a comprender cómo crecen las galaxias.