Los astrónomos finalmente detectan viento proveniente del agujero negro en el centro de la Vía Láctea después de 50 años de búsqueda
Investigadores de astronomía han revelado evidencia esperada durante décadas de que Sagitario A*, el agujero negro supermasivo ubicado en el centro de la Vía Láctea, emite una corriente de material, sacando a la luz detalles sin precedentes sobre su interacción con el cosmos.
Después de una investigación que duró décadas, se identificaron evidencias de un flujo discreto pero constante de materia proveniente del corazón de nuestra galaxia.
Faltaba una pieza en nuestra comprensión del agujero negro central de la Vía Láctea. Desde hace más de cincuenta años, los científicos buscan un viento característico que, según proyecciones teóricas, debería emanar de Sagitario A* (Sgr A*), la gigantesca singularidad escondida en el núcleo de nuestra galaxia. Sin embargo, incluso con mejoras en los equipos e innumerables análisis, este movimiento esperado siguió siendo difícil de alcanzar.
Actualmente, expertos de la Universidad Northwestern han anunciado la detección de este fenómeno, aportando una perspectiva sin precedentes sobre el funcionamiento del enigmático centro de nuestra galaxia.
Desentrañando el misterio del flujo de Sagitario A* después de cinco décadas
Al obtener la representación visual más detallada jamás registrada del área que rodea a Sgr A*, el equipo de investigación ha logrado resolver uno de los dilemas más persistentes de la astronomía. Los hallazgos también enriquecen el conocimiento sobre la dinámica física que opera en el centro galáctico.
Los resultados de la investigación fueron publicados en la reconocida revista científica The Astrophysical Journal Letters.
Mark Gorski, de la Universidad Northwestern y codirector del estudio, explicó que “un agujero negro necesita emitir algún tipo de flujo, a menos que esté en un vacío absoluto, que no existe en el universo”. Añadió que “gracias a las nuevas observaciones, por primera vez hemos logrado suficiente claridad para identificar la evidencia de este flujo. Al analizar los datos, confirmamos: ‘Esto es. Lo que todos buscaban hace 50 años está aquí'”.
Elena Murchikova, que también dirigió la investigación junto a Gorski, destacó: “Pudimos demostrar, inicialmente, que el gas molecular que se encuentra extremadamente cerca del agujero negro lo suministra”. Resaltó también que “el flujo no tiene gran intensidad y su orientación tiende a cambiar con el tiempo. Este hecho indica que Sagitario A* no es un fenómeno singular y que la posición de la Tierra en el cosmos tampoco se distingue por exclusividad”.
La influencia de los flujos de agujeros negros en la formación de galaxias
Mark Gorski se desempeña como profesor asistente de investigación en el Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica (CIERA) de la Universidad Northwestern, donde centra sus estudios en la evolución galáctica. Elena Murchikova, por su parte, es una autoridad en astrofísica de agujeros negros, enseña física y astronomía en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg de la misma institución y también es miembro de CIERA.
A pesar de su reputación de atraer todo lo que les rodea, los agujeros negros también tienen la capacidad de expulsar materia. Durante varios años, la comunidad científica ha estado proyectando que los agujeros negros activos liberarían corrientes de alta energía. A medida que el gas es atraído en espiral hacia adentro, alcanza velocidades cercanas a las de la luz. Esta aceleración genera suficiente energía y presión para expulsar parte de este material de regreso al espacio, ya sea en forma de vientos o potentes chorros.
Aunque había registros de eventos eruptivos previos de Sgr A*, era difícil encontrar pruebas de un flujo ininterrumpido. El equipo de Northwestern sugiere que esta dificultad se debe a la condición actual del agujero negro, que se encuentra en un período de relativa quietud y, por lo tanto, es notoriamente complejo de detectar.
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Murchikova explicó que “para estudiar nuestro propio agujero negro, necesitamos atravesar el plano de la galaxia”. Ella detalló: “Se trata de observar a través de una densa capa de gas, polvo y estructuras ionizadas, lo que hace que la visualización sea un desafío considerable”.
El telescopio ALMA ofrece la observación más clara del núcleo galáctico
En definitiva, las mejoras en las metodologías de observación permitieron a los investigadores estudiar la zona con un nivel de precisión sin precedentes. Basándose en cinco años de observaciones en profundidad llevadas a cabo por el Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) en Chile, Gorski y Murchikova pudieron generar la representación más detallada hasta el momento del gas molecular frío que rodea a Sagitario A*.
La nueva imagen registró gas presente a sólo un parsec, el equivalente a aproximadamente tres años luz, del agujero negro. Después de emplear un método de calibración para cancelar las intensas emisiones de radio del objeto, el equipo desarrolló un mapeo que era cien veces más profundo y ochenta veces más nítido en comparación con representaciones anteriores. Esta perspectiva mejorada sacó a la luz formaciones nunca antes vistas.
Un aspecto recién descubierto llamó inmediatamente la atención del equipo. Los científicos identificaron una extensa cavidad cónica, que medía casi un parsec (unos tres años luz) de largo y se abría 45 grados, que estaba desprovista de gas molecular frío. La conclusión más plausible fue la existencia de un flujo caliente que emanaba de Sgr A*. A medida que este flujo pasa por la zona, desplaza el gas frío o lo calienta hasta un nivel que hace imposible su detección.
Gorski explicó: “Cuando un agujero negro expulsa material caliente, no se mezcla con el material frío. Lo empuja o lo eleva a una temperatura que lo hace invisible. Si la temperatura es demasiado alta, el gas frío simplemente desaparece de la observación”.
Una cavidad cónica gigante confirma la actividad del agujero negro central
Aunque las estrellas también producen sus propios vientos, el equipo de investigación descubrió que estas corrientes estelares aisladas no serían capaces de dar forma a un área tan vasta y sin obstáculos. Ni siquiera la suma de la energía liberada por las estrellas vecinas sería suficiente para lograr este efecto.
Gorski describió el área como “una ausencia significativa de materia”. Y añadió: “Hemos estimado la cantidad de energía necesaria para formar esta cavidad, y el valor supera la capacidad de suministro de las estrellas de la región. Por lo tanto, es imperativo que haya una contribución del agujero negro supermasivo. Además, la forma cónica de la cavidad apunta directamente hacia el agujero negro”.
Antes de publicar sus hallazgos, los científicos buscaron una validación adicional. Compararon sus propios resultados con registros anteriores del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, que había identificado intensas emisiones de rayos X en el mismo lugar. Los datos de Chandra mostraron una coincidencia exacta con la cavidad libre de gas detectada en los análisis de ALMA.
Gorski afirmó que “afirmaciones extraordinarias requieren pruebas igualmente notables”. Continuó: “Nuestro objetivo era garantizar que no nos encontráramos con un simple error en la imagen. Por lo tanto, la representación de rayos X de Chandra complementó nuestro análisis de manera impecable, confirmando la correlación de las características moleculares”.
Las observaciones de rayos X del Chandra corroboran un nuevo descubrimiento
Murchikova reveló que “ante algo nuevo, la primera reacción no es pensar ‘Qué increíble, hemos hecho un descubrimiento’”. Por el contrario, describió el pensamiento inicial como “’Dios mío, ¿qué hay de malo en mi metodología?’”. Sin embargo, concluyó que “cuando nuestra imagen se superpuso a la radiografía, todos los elementos se alinearon y la comprensión se volvió clara”.
Teniendo en cuenta el alcance de la influencia del flujo sobre una corriente cercana de gas ionizado, el equipo calcula que esta emisión ha estado activa durante al menos 20.000 años. Los hallazgos también indican que Sgr A* está relativamente tranquilo en comparación con una gran cantidad de otros agujeros negros supermasivos en diferentes galaxias.
Murchikova enfatizó que la mayoría de los agujeros negros en otras galaxias permanecen en un estado de baja actividad durante gran parte de su existencia, “pero a menudo sólo podemos estudiarlos cuando están en su pico de energía”. Añadió que “es extremadamente relevante investigar los agujeros negros en este estado de mínima actividad, a pesar de no ser el más común de observar. Sagitario A* nos ofrece ahora una oportunidad sin precedentes para comprender la dinámica de un agujero negro durante su fase de reposo, un comportamiento poco documentado hasta ahora”.
