El telescopio Webb revela un espectáculo de luces de gran velocidad desde el agujero negro central de la Vía Láctea
El agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea parece estar de fiesta, con un espectáculo de luces estilo bola de discoteca incluido. Utilizando el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, un equipo de astrofísicos ha obtenido la visión más larga y detallada hasta la fecha del "vacío" que se esconde en el centro de nuestra galaxia.
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| Esta concepción artística representa el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, conocido como Sagitario A* (estrella A). Está rodeado por un disco de acreción giratorio de gas caliente. La gravedad del agujero negro curva la luz proveniente del otro lado del disco, haciendo que parezca envolverlo por encima y por debajo. En el disco se observan varios puntos calientes que se asemejan a las erupciones solares, pero a una escala más energética. El Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha detectado tanto erupciones brillantes como destellos más tenues provenientes de Sagitario A*. Los destellos son tan rápidos que deben originarse muy cerca del agujero negro. Créditos: Ilustración: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI) |
Descubrieron que el disco giratorio de gas y polvo (o disco de acreción) que orbita el agujero negro supermasivo central, llamado Sagitario A*, emite un flujo constante de erupciones sin periodos de descanso. Este nivel de actividad se produce durante un amplio intervalo de tiempo, desde breves interludios hasta largos periodos. Mientras que algunas erupciones son destellos tenues que duran apenas segundos, otras son erupciones de un brillo cegador que se producen a diario. También se producen cambios aún más tenues que se intensifican durante meses.
Los nuevos hallazgos podrían ayudar a los físicos a comprender mejor la naturaleza fundamental de los agujeros negros, cómo se alimentan de sus entornos circundantes y la dinámica y evolución de nuestra propia galaxia.
El estudio se publicó en la edición del 18 de febrero de The Astrophysical Journal Letters.
“En nuestros datos, observamos un brillo burbujeante y en constante cambio”, dijo Farhad Yusef-Zadeh, de la Universidad Northwestern en Illinois, quien dirigió el estudio. “¡Y entonces, bum! De repente, surgió un gran estallido de brillo. Luego, se calmó. No pudimos encontrar un patrón en esta actividad. Parece ser aleatoria. El perfil de actividad de este agujero negro era nuevo y emocionante cada vez que lo observábamos”.
Fuegos artificiales aleatorios
Para realizar el estudio, Yusef-Zadeh y su equipo utilizaron la cámara NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) del telescopio Webb para observar Sagitario A* durante un total de 48 horas, en incrementos de 8 a 10 horas a lo largo de un año. Esto les permitió rastrear la evolución del agujero negro a lo largo del tiempo.
Aunque el equipo esperaba observar erupciones, Sagitario A* fue más activo de lo previsto. Las observaciones revelaron una actividad continua de diversos brillos y duraciones. El disco de acreción que rodea el agujero negro generaba de cinco a seis grandes erupciones al día y varias suberupciones o explosiones pequeñas entre ellas.
Dos procesos separados en juego
Aunque los astrofísicos aún no comprenden completamente los procesos en juego, Yusef-Zadeh sospecha que dos procesos distintos son responsables de las explosiones cortas y las erupciones más prolongadas. Postula que pequeñas perturbaciones dentro del disco de acreción probablemente generan los tenues destellos. En concreto, las fluctuaciones turbulentas dentro del disco pueden comprimir el plasma (un gas caliente con carga eléctrica) y provocar una explosión temporal de radiación. Yusef-Zadeh compara estos eventos con las erupciones solares.
“Es similar a cómo el campo magnético del Sol se concentra, se comprime y luego provoca una erupción solar”, explicó. “Claro que los procesos son más drásticos porque el entorno alrededor de un agujero negro es mucho más energético y extremo. Pero la superficie del Sol también rebosa de actividad”.
Yusef-Zadeh atribuye las grandes y brillantes llamaradas a eventos ocasionales de reconexión magnética, un proceso en el que dos campos magnéticos colisionan, liberando energía en forma de partículas aceleradas. Estas partículas, que viajan a velocidades cercanas a la de la luz, emiten brillantes explosiones de radiación.
“Un evento de reconexión magnética es como una chispa de electricidad estática, que, en cierto sentido, también es una 'reconexión eléctrica'”, dijo Yusef-Zadeh.
Doble 'visión'
Dado que la NIRCam del Webb puede observar dos longitudes de onda distintas simultáneamente (2,1 y 4,8 micras en el caso de estas observaciones), Yusef-Zadeh y sus colaboradores pudieron comparar cómo cambiaba el brillo de las erupciones con cada longitud de onda. Una vez más, los investigadores se llevaron una sorpresa: descubrieron que los eventos observados en la longitud de onda más corta cambiaban de brillo ligeramente antes que los eventos de longitud de onda más larga.
“Esta es la primera vez que observamos un retraso en las mediciones a estas longitudes de onda”, dijo Yusef-Zadeh. “Observamos estas longitudes de onda simultáneamente con NIRCam y notamos que la longitud de onda más larga presenta un retraso muy pequeño con respecto a la más corta, quizás de unos pocos a 40 segundos”.
Este retraso proporcionó más pistas sobre los procesos físicos que ocurren alrededor del agujero negro. Una explicación es que las partículas pierden energía durante la llamarada, perdiéndola más rápido en longitudes de onda más cortas que en longitudes de onda más largas. Estos cambios son previsibles para las partículas que giran en espiral alrededor de las líneas del campo magnético.
En busca de una mirada ininterrumpida
Para explorar más a fondo estas preguntas, Yusef-Zadeh y su equipo esperan utilizar Webb para observar Sagitario A* durante un período de tiempo más largo, como 24 horas ininterrumpidas, para ayudar a reducir el ruido y permitir a los investigadores ver detalles aún más finos.
“Al observar erupciones tan débiles, hay que competir con el ruido”, dijo Yusef-Zadeh. “Si podemos observar durante 24 horas, podemos reducir el ruido para ver características que antes no podíamos ver. Sería asombroso. También podemos determinar si estas erupciones se repiten o si son realmente aleatorias”.
El Telescopio Espacial James Webb es el principal observatorio de ciencias espaciales del mundo. El Webb resuelve misterios en nuestro sistema solar, observando mundos distantes alrededor de otras estrellas e investigando las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. El Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la CSA (Agencia Espacial Canadiense).
Créditos
Contacto con los medios
Amanda Morris
Universidad Northwestern, Evanston, Illinois
Instituto Científico del Telescopio Espacial Christine Pulliam , Baltimore, Maryland
Ciencia
Farhad Yusef-Zadeh (Noroeste)
Enlaces y documentos relacionados
Comunicado de prensa de la Universidad Northwestern
Publicado en Webb el 18 de febrero del 2025, enlace publicación.
