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Detectan burbujas de gas caliente alrededor del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea

Utilizando el radiotelescopio ALMA, en el desierto chileno de Atacama, un equipo de astrónomos ha detectado signos de un «punto caliente» que orbita Sagitario A* al 30 por ciento de la velocidad de la luz.

La órbita del punto caliente alrededor de Sagitario A*

«Creemos que estamos viendo una burbuja de gas caliente que se desliza alrededor de Sagitario A* —el agujero negro del centro de nuestra galaxia— en una órbita similar en tamaño a la del planeta Mercurio, pero haciendo un bucle completo en solo unos 70 minutos. ¡Esto requiere una impresionante velocidad de aproximadamente el 30 % de la velocidad de la luz!», afirmó Maciek Wielgus, del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn (Alemania), quien ha dirigido este estudio, publicado hoy en la revista Astronomy & Astrophysics.

Las observaciones se realizaron con ALMA durante una campaña de la colaboración del Event Horizon Telescope (EHT) para obtener imágenes de agujeros negros. En abril de 2017, el EHT conectó ocho radiotelescopios de todo el mundo, lo que resultó en la primera imagen publicada de Sagitario A*.

Para calibrar los datos de EHT, Wielgus y sus colegas utilizaron datos de ALMA registrados simultáneamente con las observaciones de EHT de Sagitario A*. Así hallaron que había más pistas sobre la naturaleza del agujero negro ocultas en las mediciones.

Puntos calientes

Casualmente, algunas de las observaciones se realizaron poco después de que se emitiera una ráfaga o llamarada de energía de rayos X desde el centro de nuestra galaxia, que fue detectada por el Telescopio Espacial Chandra de la NASA. Se cree que este tipo de llamaradas, previamente observadas con telescopios de rayos X e infrarrojos, están asociadas con los llamados «puntos calientes» —burbujas de gas caliente que orbitan muy rápido y muy cerca del agujero negro—.

La Vía Láctea y la ubicación de su agujero negro central visto desde el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

«Lo que es realmente nuevo e interesante es que, hasta ahora, este tipo de llamaradas solo estaban claramente presentes en las observaciones de rayos X e infrarrojos de Sagitario A*. Aquí vemos por primera vez una indicación muy fuerte de que los puntos calientes en órbita también están presentes en las observaciones realizadas en el rango de las ondas de radio», declaró Wielgus, quien también está afiliado al Centro Astronómico Nicolás Copérnico (Polonia) y a la Iniciativa del Agujero Negro de la Universidad de Harvard (Estados Unidos).

«Tal vez estos puntos calientes detectados en longitudes de onda infrarrojas sean una manifestación del mismo fenómeno físico: a medida que los puntos calientes emisores de infrarrojos se enfrían, se vuelven visibles en longitudes de onda más largas, como las observadas por ALMA y el EHT», añadió Jesse Vos, estudiante de doctorado en la Universidad de Radboud (Países Bajos), que también ha participado en este estudio.

Durante mucho tiempo se pensó que las llamaradas se originaban a partir de interacciones magnéticas en el gas muy caliente que orbita muy cerca de Sagitario A*, y los nuevos hallazgos respaldan esta idea.

Campo magnético

«Ahora encontramos una fuerte evidencia de un origen magnético de estas llamaradas y nuestras observaciones nos dan una pista sobre la geometría del proceso. Los nuevos datos son extremadamente útiles para construir una interpretación teórica de estos eventos», señaló la coautora, Monika Mościbrodzka, de la Universidad de Radboud.

ALMA permite a la comunidad astronómica estudiar la emisión de radio polarizada de Sagitario A*, lo cual puede usarse para revelar el campo magnético del agujero negro. El equipo utilizó estas observaciones junto con modelos teóricos para aprender más sobre la formación del punto caliente y el entorno en el que está incrustado, incluido el campo magnético que rodea a Sagitario A*.

Visión de amplio campo del Centro de la Vía Láctea.

Con respecto a las observaciones anteriores, esta investigación proporciona restricciones más fuertes sobre la forma de este campo magnético, ayudando a la comunidad astronómica a descubrir la naturaleza de nuestro agujero negro y sus alrededores.

Las observaciones confirman algunos de los descubrimientos previos realizados por el instrumento GRAVITY, instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, que observa en el infrarrojo. Los datos de GRAVITY y ALMA sugieren que la llamarada se origina en un grupo de gas que se arremolina alrededor del agujero negro a aproximadamente el 30 % de la velocidad de la luz en el sentido de las agujas del reloj en el cielo, con la órbita del punto caliente casi de frente.

«En el futuro, deberíamos poder rastrear puntos calientes a través de frecuencias utilizando observaciones coordinadas de múltiples longitudes de onda con GRAVITY y ALMA: el éxito de tal esfuerzo sería un verdadero hito para nuestra comprensión de la física de las llamaradas del centro galáctico», afirmó Iván Marti-Vidal, de la Universidad de València (España), coautor del estudio.

El equipo también espera poder observar directamente con el EHT los grupos de gas en órbita, para sondear cada vez más cerca del agujero negro y aprender más sobre él.

«Con suerte, algún día, nos sentiremos cómodos diciendo que sabemos lo que está sucediendo en Sagitario A*», concluyó Wielgus.

Fuente: ESO. Edición: MP.

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