Tras medio siglo de incansable búsqueda, un equipo de astrofísicos de la Universidad de Northwestern (Reino Unido) ha encontrado pruebas concluyentes del poderoso viento que sopla desde el agujero negro supermasivo central de la Vía Láctea, Sagitario A*, un hallazgo que supone un hito histórico de la astronomía.
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Según las leyes de la física teórica y los modelos aceptados sobre evolución galáctica, los agujeros negros no solo engullen materia. También que debido a la enorme energía generada en el proceso de acreción, también la expulsan en forma de viento o chorros (jets).
Sin viento, Sgr A* sería una anomalía inexplicable del universo pero, hasta ahora, debido a las tremendas dificultades técnicas para observarlo, nadie había podido encontrar pruebas de su existencia.
Ahora, un estudio liderado Mark Gorski y Elena Murchikova, de Northwestern, ha proporcionado la imagen más detallada jamás obtenida de las interacciones entre Sgr A* y el entorno que lo rodea. Los hallazgos, que abren una nueva era en la comprensión de la física en el corazón galáctico, se han publicado en The Astrophysical Journal Letters.
Un viento elusivo en el corazón de la galaxia
Aunque los agujeros negros son famosos por tragarse todo lo que se les acerca, no solo atraen la materia hacia adentro, también expulsan material.
A medida que el material gira en espiral hacia el interior de un agujero negro, se mueve cada vez más rápido, hasta que alcanza una velocidad cercana a la de la luz, lo que crea suficiente energía y presión para lanzar parte del material caliente hacia afuera en forma de vientos o chorros.
Si bien los astrónomos han detectado pruebas de erupciones pasadas de Sgr A*, no lograban detectar los flujos de salida que ocurren actualmente. Los autores creen que esto se debe probablemente a que Sgr A* se encuentra en una fase más silenciosa y es simplemente increíblemente difícil de ver.
"Para observar nuestro propio agujero negro, tenemos que mirar a través del plano de nuestra galaxia, eso significa que tenemos que mirar a través de gas, polvo y estructuras ionizadas, y uno no puede ver realmente a través de todo eso con facilidad".
Dijo Elena Murchikova.
Ahora, con nuevas herramientas y observaciones, el equipo finalmente pudo mirar más de cerca. Utilizando cinco años de observaciones extraordinariamente profundas de los radiotelescopios del Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) en Chile, los autores construyeron la imagen más nítida jamás diseñada del gas molecular frío que rodea al agujero negro.
Después, aplicaron un novedoso método de calibración para eliminar las brillantes señales de radio emitidas por el agujero negro. La imagen resultante es 100 veces más profunda y 80 veces más nítida que los mapas anteriores de la región, un nivel de detalle que reveló estructuras que antes eran invisibles.
Una cavidad en forma de cono
La característica más sorprendente fue una vasta cavidad en forma de cono (de casi un pársec de largo y 45 grados de ancho) estaba desprovista de gas molecular frío.
Para los autores, la única explicación física para esta región hueca es el paso de un viento caliente y energético procedente de Sgr A* que al avanzar, barre el gas frío o lo calienta a temperaturas tan altas que deja de ser detectable en los rangos de luz analizados.
"Si soplas material caliente desde el agujero negro, este no va a querer coexistir con el material frío",
Explica Gorski.
"O bien va a empujar el material frío hacia afuera o lo va a calentar. Y, si está demasiado caliente, ya no verás el gas frío".
Afirmaciones excepcionales, pruebas excepcionales del agujero negro
Antes de anunciar que habían resuelto un misterio histórico, los autores siguieron analizando datos para confirmar aún más sus resultados. El Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA había señalado previamente emisiones brillantes de rayos X en la misma exacta región.
En la misma ubicación que los rayos X brillantes, apareció una región hueca en forma de cono donde faltaba el gas frío.
"Las afirmaciones excepcionales requieren pruebas excepcionales", dijo Gorski.
"Queríamos asegurarnos de que no estábamos viendo simplemente algún tipo de artefacto de la imagen. Luego, la imagen de rayos X de Chandra encajó perfectamente. Las características moleculares se alinearon".
Los astrofísicos estiman que el viento ha estado activo durante al menos 20.000 años, un hito que no solo demuestra que Sgr A* se comporta conforme a las teorías físicas establecidas, sino que ofrece una oportunidad única para estudiar agujeros negros en su estado dominante: una fase de calma y quietud que hasta ahora había permanecido oculta para los científicos.
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