Un equipo de astrónomos ha capturado una imagen de un agujero negro supermasivo en una galaxia distante, en la que puede verse cómo atrae una nube de gas y posteriormente la expulsa, no una sino dos veces. Esta galaxia, llamada SDSS J1354+1327 (J1354 para abreviar), se encuentra a unos 800 millones de años-luz de la Tierra. El equipo investigador ha utilizado al telescopio Hubble de la NASA, al Observatorio de rayos X Chandra, al observatorio W.M. Keck de Mauna Kea, en Hawaii, y al Apache Point Observatory (APO), cerca de Sunspot, Nuevo México.

Chandra detectó una fuente de emisión brillante de rayos X desde J1354, un signo habitual de la presencia de un agujero negro supermasivo, millones o miles de millones más masivo que nuestro Sol. Los rayos X son producidos por el gas, que eleva su temperatura a millones de grados, por las enormes fuerzas gravitacionales y magnéticas que se desatan cerca de un agujero negro de este tipo. Un poco de este gas suele ser succionado por el agujero negro, mientras que otra porción será expelida en un poderoso chorro de partículas de alta energía.

Por la comparación de las imágenes de rayos X del Chandra y de las imágenes con luz visible (ópticas) del Hubble, el equipo de astrónomos determinó que el agujero negro está localizado en el centro de esta galaxia, el lugar esperable para un objeto de estas características. Los datos también proporcionan evidencias de que el agujero negro supermasivo está incrustado en un pesado velo de polvo y gas.

Según los resultados, en el pasado, este agujero negro supermasivo de J1354 pareció consumir grandes cantidades de gas, mientras arrojaba fuera flujos de partículas de alta energía. Este flujo paró en algún momento y se reactivó unos 100.000 años después. Esta es una clara evidencia de que los agujeros negros que atraen materia a su seno pueden generar y parar su producción de energía en escalas de tiempo pequeñas, si las comparamos con los 13.800 millones de años de edad que tiene el universo.

Ahora estamos viendo este objeto en pleno banquete, cómo engulle y expulsa a la vez, justo lo que la teoría predijo”, afirma Julie Comerford, del Boulder’s Department of Astrophysical and Space Science, dependiente de University of Colorado (CU), quien lidera el estudio. “Afortunadamente, observamos esta galaxia en un momento en que podemos identificar claramente la evidencia de ambos eventos”.

¿Por qué este agujero negro interrumpe su banquete de materia? La respuesta la tiene otra galaxia, que acompaña a J1354 y que está vinculada a ella por una colisión entre ambas. Según el equipo, parte de la materia de esta galaxia compañera fue conducida al centro de J1354 y engullida por el agujero negro supermasivo.

El equipo de astrónomos usó datos ópticos de Hubble, Keck y APO para mostrar que electrones habían sido extraídos de los átomos en un cono de gas que se extiende unos 30.000 años luz al sur del centro de la galaxia. Es probable que esta extracción haya sido causada por una ráfaga de radiación proveniente de las proximidades del agujero negro, lo que indica un evento festivo. Hacia el norte encontraron evidencia de una onda de choque, similar a un estampido sónico, ubicado a unos 3.000 años luz del agujero negro. Esto sugiere que se produjo una eyección de materia después de que otra nube de gas se hubiera dirigido hacia el agujero negro aproximadamente 100.000 años más tarde.

Esta galaxia nos ha tomado por sorpresa“, asegura la estudiante de doctorado de CU Boulder Rebecca Nevin, coautora del estudio que utilizó datos de APO para observar las velocidades e intensidades de la luz del gas y las estrellas en J1354. “Pudimos demostrar que el gas de la parte norte de la galaxia era consistente con el avance de una onda de choque, y que el gas del sur era consistente con un flujo de salida más viejo del agujero negro“.

Scott Barrows, estudiante posdoctoral y también parte del equipo que protagoniza este estudio, realiza un paralelismo con nuestra Vía Láctea: “El agujero negro supermasivo de nuestra galaxia ahora está durmiendo la siesta después de una gran comida, al igual que el agujero negro de J1354 en el pasado. Así que también esperamos que nuestro enorme agujero negro se divierta de nuevo, como lo hizo J1354“.

En la imagen situada al inicio de este texto puede verse a la galaxia SDSS J1354 + 1327 (centro inferior) y a su galaxia compañera SDSS J1354 + 1328 (esquina superior derecha). El recuadro de la derecha es una imagen de cuatro colores que combina exposiciones filtradas del Hubble en rojo, verde y azul con observaciones de rayos X Chandra de color púrpura. La imagen del Hubble muestra la burbuja norte del gas ionizado caliente en las proximidades de un agujero negro supermasivo. El agujero negro parece haber expulsado chorros de luz brillante del gas que se está acretando desde la galaxia compañera. Esto sucedió dos veces en los últimos 100.000 años.

Fuente: Hubble.

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