Sagitario A*, el agujero negro supermasivo de nuestra galaxia, produce constantemente extrañas erupciones. Los astrónomos están utilizando el telescopio espacial James Webb para averiguar por qué.

Los astrónomos han utilizado el telescopio espacial James Webb (JWST) para echar la mirada más larga hasta ahora al agujero negro supermasivo de nuestra galaxia, y está burbujeando con una actividad inusual.

Situado a 26.000 años luz de distancia en el centro de la Vía Láctea, Sagitario A* es una lágrima gigantesca en el espacio-tiempo que tiene 4 millones de veces la masa del sol y 23.5 millones de kilómetros de ancho.

Flujo constante de erupciones desde el agujero negro

Ahora, nuevas observaciones del JWST han revelado un flujo constante de erupciones que surgen del gas que gira alrededor de la boca del agujero negro. Los nuevos hallazgos, publicados el 18 de febrero en The Astrophysical Journal Letters, podrían ayudar a los científicos a comprender mejor la naturaleza caótica de los monstruos cósmicos y cómo esculpen su entorno.

Farhad Yusef-Zadeh, astrónomo de la Northwestern University y autor principal de la investigación, dijo en un comunicado:

“Se espera que se produzcan erupciones en prácticamente todos los agujeros negros supermasivos, pero nuestro agujero negro es único. Siempre está lleno de actividad y nunca parece alcanzar un estado estable. Observamos el agujero negro varias veces a lo largo de 2023 y 2024, y notamos cambios en cada observación. Vimos algo diferente cada vez, lo cual es realmente notable. Nada permaneció igual”.

Representación artística de un agujero negro en el espacio que dispara un haz de luz desde su centro. Crédito de imagen: ESO / M. Kornmesser

Llamaradas lanzadas a velocidades cercanas a la de la luz

A pesar de constituir apenas el 0.0003 % de la masa de la Vía Láctea, Sagitario A* es un poderoso motor que periódicamente succiona materia antes de escupirla a una velocidad cercana a la de la luz, creando un proceso de retroalimentación que ha dado forma a nuestra galaxia desde sus inicios.

Los científicos creen que el gigantesco agujero negro comenzó de manera muy similar a otros, naciendo del colapso de una estrella gigante o una nube de gas antes de atiborrarse de todo lo que se acercara demasiado. Después de hincharse a escalas monstruosas, los agujeros negros pueden incluso alimentarse de otros agujeros negros supermasivos.

Para llevar a cabo la nueva investigación, los astrónomos apuntaron la Near Infrared Camera (NIRCam) del JWST a Sagitario A* y observaron el disco de acreción de la ruptura espacio-temporal —el anillo de gas y polvo que se mueve rápidamente y envuelve el agujero negro— durante un total de 48 horas para rastrear cómo evolucionaba con el tiempo.

Durante estas observaciones, los astrónomos descubrieron que el agujero negro era mucho más activo de lo que suponían. Producía un espectáculo de fuegos artificiales de cinco a seis grandes llamaradas al día, con varias llamaradas más pequeñas entre ellas.

Yusef-Zadeh dijo:

“En nuestros datos, vimos un brillo burbujeante en constante cambio. ¡Y luego, boom! De repente, apareció un gran estallido de brillo. Luego, se calmó de nuevo. No pudimos encontrar un patrón en esta actividad. Parece ser aleatorio. El perfil de actividad del agujero negro era nuevo y emocionante cada vez que lo observábamos”.

Un espectáculo de fuegos artificiales cósmicos

No está claro qué es lo que provoca las llamaradas grandes y pequeñas. Sin embargo, los astrónomos sugirieron que las erupciones podrían surgir de dos procesos separados. El equipo propuso que las llamaradas más pequeñas podrían ser el resultado de fluctuaciones que comprimen el plasma arremolinado en el disco de acreción del agujero negro para liberar ráfagas temporales de radiación.

Las erupciones más grandes, por otro lado, probablemente surgen del choque de líneas de campo magnético dentro del disco, que liberan energía en forma de partículas que se aceleran alejándose del disco a una velocidad cercana a la de la luz.

Al observar las erupciones en dos longitudes de onda diferentes (2.1 y 4.8 micrones), los investigadores también hicieron otro descubrimiento sorprendente: que las erupciones se atenuaban más rápido en longitudes de onda más cortas que en las más largas. Creen que esto podría deberse a que las partículas de las erupciones podrían estar perdiendo energía a estas longitudes de onda más altas más rápidamente, una característica común de las partículas que giran alrededor de las líneas del campo magnético.

Para investigar más a fondo estas cuestiones, los investigadores esperan utilizar el JWST para observar Sagitario A* durante un período ininterrumpido de 24 horas. Esto debería reducir el ruido general en sus datos y ayudarles a trazar otras características en el vórtice que rodea el agujero negro.

Yusef-Zadeh dijo:

“Cuando se observan eventos de fulguración tan débiles, hay que competir con el ruido. Si podemos observar durante 24 horas, entonces podemos reducir el ruido para ver características que antes no podíamos ver. Eso sería increíble. También podemos ver si estas fulguraciones muestran periodicidad (o se repiten) o si son realmente aleatorias”.

Los hallazgos de la investigación titulada “Evidence for Distinct Populations of Faint and Bright Variable Emission” han sido publicados en la revista The Astrophysical Journal Letters.

Video:

Gracias al telescopio espacial James Webb de la NASA, los astrofísicos de Northwestern han obtenido la visión más larga y detallada del agujero negro supermasivo situado en el centro de la Vía Láctea. Descubrieron que el disco de acreción del agujero negro emite un flujo constante de llamaradas sin periodos de descanso.

Este vídeo muestra los datos de 2.1 micras tomados el 7 de abril de 2024, cubriendo 9.5 horas de observación con fotogramas individuales de 18.25 segundos. Una gran llamarada aparece hacia el final de la observación.

Crédito: Farhad Yusef-Zadeh / Northwestern University

[FT: northwestern]

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