Aproximadamente a mil millones de años luz de la Tierra, se ha descubierto que una galaxia elíptica gigante es una entusiasta recicladora, aunque no de botellas de plástico. El agujero negro supermasivo en su núcleo está disparando gas molecular frío, que luego cae en el agujero negro y alimenta el ciclo nuevamente.

Tal fenómeno se conoce como «fuente», un medio galáctico de reciclaje de material que forma estrellas; durante mucho tiempo teorizado, nunca antes se ha observado en su totalidad.

Los astrónomos encontraron esta increíble escena en una galaxia en el corazón de un cúmulo conocido como Abell 2597.

Grant Tremblay, del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, dijo en un comunicado:

Este es posiblemente el primer sistema en el que encontramos evidencia clara del flujo de gas molecular frío hacia el agujero negro como el flujo de salida o el levantamiento de los reactores que disparan el agujero negro. El agujero negro supermasivo en el centro de esta galaxia gigante actúa como una bomba mecánica en una fuente”.

Un agujero negro, por supuesto, no expulsa material. Cuando un agujero negro activo “se alimenta”, el material forma un disco de acreción de material en remolino que cae en él, como el agua que se arremolina en un desagüe. Pero no todo el material termina siendo tragado por el agujero negro.

Representación artística de la lluvia intergaláctica fría. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tremblay et al.; NRAO/AUI/NSF, B. Saxton; NASA/Chandra; ESO/VLT

Parte de este material se canaliza hacia los polos, posiblemente a través de líneas de campo magnético, al igual que las partículas cargadas del viento solar viajan a lo largo de las líneas de campo magnético de la Tierra para producir aurora.

Pero la dinámica de un agujero negro es diferente; en lugar de auroras, producen poderosos chorros de plasma, que viajan a una velocidad cercana a la de la luz hacia el espacio, expulsados ​​de su región polar.

Luego, este gas frío regresa al depósito que se alimenta del disco de acreción del agujero negro, una vasta nebulosa filamentosa, con una masa equivalente a unos 3 mil millones de soles, que abarcan 30 kiloparsecs (100.000 años luz) a través del centro de la galaxia.

Tremblay y su equipo observaron esta lluvia por primera vez en 2016 con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA). Observaron moléculas de monóxido de carbono, algunas con temperaturas tan bajas como 13-23 grados Kelvin (-260 a -250 grados Celsius, o -438 a -418 grados Fahrenheit), cayendo hacia el agujero negro.

Desde entonces, el equipo lo conectó a observaciones anteriores realizadas con el instrumento MUSE en el Very Large Telescope de ESO. Vio el gas más caliente siendo lanzado al espacio por los chorros del agujero negro.

Las observaciones de seguimiento que utilizaron el Chandra X-ray Observatory de la NASA confirmaron esta conexión, lo que marca la primera evidencia de que la salida y el flujo de entrada son parte del mismo proceso.

El resultado podría ser solo la primera vez que estas dos partes del proceso se han juntado, pero podría ser una parte bastante común de la evolución galáctica, creen los investigadores. Podría arrojar algo de luz sobre la formación de estrellas, la forma en que se alimentan los agujeros negros y el ciclo de vida general de las galaxias.

El estudio científico ha sido publicado en The Astrophysical Journal y puede leerse en su totalidad en el sitio web de pre-impresión arXiv.org.