Una mirada al pasado violento del gigantesco agujero negro de la Vía Láctea.

Sagitario A *.

Imágenes de rayos X de Sagittarius A *.
Los investigadores han encontrado evidencia de que la región normalmente oscura muy cerca del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia de la Vía Láctea estalló con al menos dos explosiones brillantes en los últimos cientos de años. Estas imágenes son de un estudio de observaciones de Chandra tomadas durante doce años que muestran variaciones rápidas en la emisión de rayos X de las nubes de gas que rodean el agujero negro supermasivo. El fenómeno, conocido como "eco de luz", proporciona a los astrónomos la oportunidad de reconstruir lo que objetos como Sgr A * estaban haciendo mucho antes de que hubiera telescopios de rayos X para observarlos.

Los investigadores que utilizaron el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA encontraron evidencia de que la región normalmente oscura muy cerca del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea se encendió con al menos dos estallidos luminosos en los últimos cientos de años.

Este descubrimiento proviene de un nuevo estudio de las variaciones rápidas en la emisión de rayos X de las nubes de gas que rodean el agujero negro supermasivo, Sagittarius A * o Sgr A * para abreviar. Los científicos muestran que la interpretación más probable de estas variaciones es que son causadas por ecos de luz.

El Chandra de la NASA.

Los ecos de Sgr A * probablemente se produjeron cuando grandes grupos de material, posiblemente de una estrella o planeta destruido, cayeron en el agujero negro. Algunos de los rayos X producidos por estos episodios rebotaban en las nubes de gas a unos treinta o cien años luz de distancia del agujero negro, similar a cómo el sonido de la voz de una persona puede rebotar en las paredes del cañón. Así como los ecos del sonido reverberan mucho después de que se creó el ruido original, también lo hacen los ecos de luz en el espacio para reproducir el evento original.

Mientras que Chandra y otros observatorios han visto los ecos de luz de Sgr A * antes en los rayos X, esta es la primera vez que se ha visto evidencia de dos bengalas distintas dentro de un solo conjunto de datos.

Más que un simple truco de salón cósmico, los ecos de luz brindan a los astrónomos la oportunidad de reconstruir lo que objetos como Sgr A * estaban haciendo mucho antes de que hubiera telescopios de rayos X para observarlos. Los ecos de rayos X sugieren que el área muy cercana a Sgr A * fue al menos un millón de veces más brillante en los últimos cientos de años. Los rayos X de los estallidos (como se ve en el marco de tiempo de la Tierra) que siguieron un camino recto habrían llegado a la Tierra en ese momento. Sin embargo, los rayos X reflejados en los ecos de luz tomaron un camino más largo al rebotar en las nubes de gas y solo alcanzaron a Chandra en los últimos años.

Una nueva animación muestra imágenes de Chandra que se combinaron a partir de datos tomados entre 1999 y 2011. Esta secuencia de imágenes, donde la posición de Sgr A * está marcada con una cruz, muestra cómo se comportan los ecos de luz. A medida que la secuencia se reproduce, la emisión de rayos X parece alejarse del agujero negro en algunas regiones. En otras regiones, se vuelve más tenue o más brillante, ya que los rayos X entran o salen del material reflector. Tenga en cuenta que hay un campo de visión un poco más pequeño al final de la secuencia por lo que la aparente desaparición de la emisión en la esquina superior izquierda no es real.

FLUORESCENCIA.

La emisión de rayos X que se muestra aquí proviene de un proceso llamado fluorescencia. Los átomos de hierro en estas nubes han sido bombardeados por rayos X, destruyendo los electrones cercanos al núcleo y causando que los electrones llenen más el agujero, emitiendo rayos X en el proceso. Existen otros tipos de emisión de rayos X en esta región, pero no se muestran aquí, lo que explica las áreas oscuras.

Esta es la primera vez que los astrónomos han visto emisión creciente y decreciente de rayos X en las mismas estructuras. Debido a que el cambio en los rayos X dura solo dos años en una región y más de diez en otros, este nuevo estudio indica que al menos dos bengalas separadas fueron responsables de los ecos de luz observados desde Sgr A *.

Hay varias causas posibles de las erupciones: un chorro de corta duración producido por la interrupción parcial de una estrella por Sgr A *; la destrucción de un planeta por Sgr A *; la colección de Sgr A * de restos de encuentros cercanos entre dos estrellas; y un aumento en el consumo de material por parte de Sgr A * debido a los grumos en el gas expulsado por estrellas masivas que orbitan Sgr A *. Se necesitan más estudios de las variaciones para decidir entre estas opciones.

Los investigadores también examinaron la posibilidad de que un magnetar, una estrella de neutrones con un campo magnético muy fuerte, descubierto recientemente cerca de Sgr A * sea responsable de estas variaciones. Sin embargo, esto requeriría un estallido que es mucho más brillante que la llamarada magnetar más brillante jamás observada.

Un artículo que describe estos resultados ha sido publicado en la edición de octubre de 2013 de la revista Astronomy and Astrophysics y está disponible en línea. El primer autor es Maïca Clavel de AstroParticule et Cosmologie (APC) en París, Francia. Los coautores son Régis Terrier y Andrea Goldwurm de APC; Mark Morris de la Universidad de California, Los Angeles, CA; Gabriele Ponti del Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemania; Simona Soldi de APC y Guillaume Trap del Palais de la découverte - Universcience, París, Francia.

El Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el Programa Chandra para el Directorio de Misiones Científicas de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla la ciencia y las operaciones de vuelo de Chandra desde Cambridge, Massachusetts.

Crédito:

 NASA / CXC / APC / Universit Paris Diderot / M.Clavel et al

• Publicado en Chandra el 24 de octubre de 2013.