Telescopio en Chile resuelve un misterio de 50 años sobre el agujero negro del centro de la Vía Láctea

Astrofísicos de la Universidad Northwestern detectaron un potente viento proveniente de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo que se encuentra en el centro de la Vía Láctea. Así, resolvieron un misterio que habían estado investigando durante 50 años.

Para dar con este hallazgo, utilizaron 5 años de observaciones profundas del radiotelescopio Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), que se encuentra en el norte de Chile.

Resulta que, según la física teórica, cuando los agujeros negros consumen materia, expulsan vientos o chorros de energía. Pero no habían podido detectar este viento en Sagitario A*, hasta ahora.

Mark Gorski, astrónomo de Northwestern y coautor del estudio, explica en un comunicado que “a menos que un agujero negro exista en un vacío perfecto, debe generar algún tipo de viento. Y no existe un vacío perfecto en el universo”.

“Con las nuevas observaciones, esta es la primera vez que hemos tenido una visión lo suficientemente clara como para ver la huella del viento. Analizamos los datos y dijimos: ‘Ahí está. Ahí está lo que todos hemos estado buscando durante 50 años"”, agrega.

¿Qué encontraron en el agujero negro de la Vía Láctea?

Estos objetos engullen todo lo que se acerca a ellos, pero también expulsan material en potentes flujos de salida que los astrónomos ya habían detectado en otros agujeros negros.

Sin embargo, detectar estos flujos en Sagitario A* es mucho más difícil porque, en el camino, hay bastantes obstáculos. Además, creen que este agujero se encuentra en una fase más tranquila y sin tanta actividad.

“Para observar nuestro propio agujero negro, tenemos que mirar a través del plano de nuestra galaxia”, aclara Murchikova. “Eso significa que tenemos que observar a través de gas, polvo y estructuras ionizadas, y no es fácil ver a través de todo eso”.

Pero con ALMA pudieron ver más detalles. Los astrofísicos utilizaron observaciones extremadamente profundas de este radiotelescopio y a partir de ellas construyeron la imagen más nítida jamás obtenida del gas molecular frío que rodea a Sagitario A*.

Luego, utilizaron un método de calibración para eliminar las intensas señales de radio que emite el agujero negro. El resultado fue una imagen 100 veces más profunda y 80 veces más nítida que lo que habían podido observar anteriormente.

Este trabajo reveló estructuras que antes habían sido invisibles, pero una llamó la atención de los investigadores; se trató de una vasta cavidad cónica que no tenía gas molecular frío.

*Observaciones de ALMA que muestran la ubicación del gas frío | Rayos X: NASA/CXC/Northwestern Univ./M. Gorski; Radio: ESO/NAOJ/NRAO/ALMA; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/K. Arcand y P. Edmonds

Esto último sería el indicador de que Sagitario A* también expulsa vientos, porque solo eso podría explicar la presencia de una región hueca.

Gorski explica que “si expulsas material caliente del agujero negro, este no va a coexistir con el material frío. O bien lo expulsará o lo calentará. Y si la temperatura es demasiado alta, el gas frío dejará de ser visible”.

El estudio también descarta que haya podido ser el viento de una estrella en lugar de Sagitario A*, ya que esta cavidad era bastante grande.

“Es una enorme ausencia de material. Calculamos cuánta energía se necesitaba para crear esta cavidad. Es más de la que pueden proporcionar las estrellas de esa zona. Básicamente, tiene que haber un aporte del agujero negro supermasivo. Y, si se sigue la forma del cono, apunta directamente al agujero negro”, plantea.

Además, validaron estas conclusiones comparando los resultados de ALMA con información del Observatorio X Chandra, cuyos datos coincidieron con la región hueca vista por el radiotelescopio.

Elena Murchikova, científica que codirigió el estudio junto a Gorski, expresa que “las afirmaciones excepcionales requieren pruebas excepcionales”.

“Cuando encuentras algo que nadie ha visto antes, lo primero que piensas no es ‘¡Dios mío, hemos hecho un descubrimiento!’. Es más bien ‘¡Dios mío, ¿qué falla en mi análisis?’. Pero cuando superpusimos nuestra imagen con la imagen de rayos X, todo empezó a tener sentido”, añade.

Ahora, este hallazgo les ayudará a comprender mejor la evolución de las galaxias, la enigmática naturaleza de los agujeros negros y qué pasa en sus respectivos entornos durante periodos de baja actividad.

“La mayoría de las demás galaxias pasan la mayor parte de su vida en un estado de baja actividad. Pero solo podemos observarlas cuando están en plena actividad. Resulta muy interesante estudiar los agujeros negros en ese estado, pero en realidad no es su estado dominante. Sgr A* nos ofrece por fin una ventana a la vida de un agujero negro en este estado de calma“, concluye Murchikova.

El estudio se publicará este jueves en The Astrophysical Journal Letters.

*Observaciones de ALMA en colores cálidos y del Observatorio de Rayos X Chandra, de la NASA, en azul | Rayos X: NASA/CXC/Northwestern Univ./M. Gorski; Radio: ESO/NAOJ/NRAO/ALMA; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/K. Arcand y P. Edmonds