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ASTRONOMÍA

El agujero negro de la Vía Láctea

 

(A) Representación artística de la nube de gas frío encontrada por ALMA alrededor del agujero negro central de la Vía Láctea, Sgr A*. (B) Trayectorias de estrellas y nubes de gas alrededor de Sgr A*. (C) Nube de gas obse - NRAO/AUI/NSF; S. DAGNELLO / ESO / ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), E.M. MURCHIKOVA; NRAO/AUI/NSF, S. DADNELLO

Sin ninguna duda los agujeros negros son de los objetos más misteriosos del Cosmos. No sólo eso sino que dada la particular naturaleza y propiedades de los agujeros negros son cuerpos que atraen la atención de todo el mundo, sean científicos o ciudadanos dedicados a otros menesteres. Desde eminentes físicos teóricos a imaginativos escritores de ciencia ficción, pasando por «iluminados» que creen desmontar las leyes de la Naturaleza con sus ideas y gente corriente que alucina con las paradojas que originan.

2019 está siendo muy prolífico en el campo de investigación de agujeros negros. Quizá la noticia científica del año fue la que se conoció a mitad de abril, cuando el equipo del Telescopio del Horizonte de Sucesos (Event Horizon Telescope) hizo pública la primera imagen jamás obtenida de «la sombra» que da un agujero negro, tal y como contamos aquí entonces. Se trabaja del agujero negro de la «vecina» (en distancias cósmicas) galaxia M 87.

De igual manera se han publicado otros trabajos científicos que están estudiando estos monstruos celestes, tanto los pequeños y esquivos agujeros negros estelares (el producto final de las estrellas más masivas, una vez que explotan como supernova, pero cuyo denso núcleo colapsa por la gravedad) como los gigantescos agujeros negros, con masas de entre unos pocos millones y miles de millones de veces la masa del Sol, en el centro de las galaxias.

Esta semana hemos conocido un nuevo hallazgo en el campo de los agujeros negros. Sabemos muy bien que, a unos 26 mil años luz de distancia del Sol, justo en el centro de la Vía Láctea, habita una de estas bestias siderales. El agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia, apodado Sagitario A*, posee unas cuatro millones de veces la masa del Sol. Sabemos que está ahí, aunque aún no lo hemos «visto». En realidad nunca lo veremos, por definición de agujero negro la luz no puede escapar de él, pero sí esperamos ver «su silueta» en un año o así como producto del trabajo del Telescopio del Horizonte de Sucesos. Pero lo que sí llevamos décadas viendo claramente es a las estrellas cercanas orbitando a su alrededor. El movimiento de estos astros impone, de forma evidente, que existe «algo muy masivo» (4 millones de veces la masa del Sol), que no emite luz, dentro de un tamaño mucho más pequeño que todo el Sistema Solar. El movimiento de las estrellas, e incluso el de alguna nube de gas cercana, sólo se puede explicar bien si se consideran las ecuaciones de la relatividad general de Einstein (que son las que explicarían los agujeros negros). Además, de esa zona nos llega una gran cantidad de radiación muy energética (rayos X) informando que hay material muy caliente (10 millones de grados, equiparable a la que existe en el centro de las estrellas de baja masa) a su alrededor.

Pero esta semana se ha hecho pública una nueva investigación internacional, que usa el potente radio-interferómetro ALMA (acrónimo de «Atacama Large Millimeter Array», «Gran Red Milimétrica de Atacama»), localizado en los Andes chilenos a 5 kilómetros de altura sobre el nivel del mar, que ha descubierto algo inesperado en el agujero negro del centro de la Vía Láctea. ALMA ha observado detenidamente la zona donde está el agujero negro de la Vía Láctea buscando los rasgos del hidrógeno, el elemento más abundante del Cosmos. Así, contra todo pronóstico ha encontrado una nube de gas «frío». Y decimos «frío» porque así lo es si lo comparamos con el gas que emite en rayos X: se estima que la temperatura del gas frío es de unos 10 mil grados. Las observaciones son tan precisas que, a pesar de la gran distancia que nos separa del agujero negro central de la Vía Láctea, la resolución de ALMA ha permitido ver estructuras minúsculas en la escala del Cosmos. Esta nube tiene un tamaño aproximado de mil veces la distancia de la Tierra al Sol y una masa aproximada de una décima parte del planeta Júpiter.

Los datos de ALMA, que al ser un radio-interferómetro obtiene a la vez imágenes y espectros, permiten estudiar cómo se mueve esta nube de gas «frío». En la imagen aparecen dos zonas claramente coloreadas en azul (el gas se mueve hacia nosotros) y rojo (el gas se aleja de nosotros). Estos diagramas, muy útiles en Astrofísica, usan el conocido efecto Doppler en la luz: algo que se mueve hacia nosotros parece que se vuelve un poco más azulado, mientras que si se aleja de nosotros parece que se enrojece. Por eso se dice «corrimiento al rojo» en las galaxias, porque según más lejos están, más rápido se alejan de nosotros y más «rojas» se vuelven.

La Física es esencialmente la misma por la que la sirena de una ambulancia la escuchamos más aguda cuando se acerca a nosotros, pero más grave cuando se aleja.

¿Qué es lo que significa que parte del gas se acerca y otra parte se aleja? Nos encontramos con un disco en rotación, muy probablemente el mismo disco que luego se calienta al acercarse al «límite» del agujero negro (el «horizonte de sucesos», la región a partir de la que ni siquiera la luz puede escapar) y emite en rayos X. La nube de gas «frío» terminará siendo devorada completamente por este monstruo astronómico. De hecho, se ha estimado que, al año, cae el equivalente de masa de la mitad del planeta enano Ceres dentro del agujero negro.

Estas observaciones son muy importantes para “ajustar” bien los modelos teóricos a las observaciones. Es la primera vez que se ve algo así con este detalle. Los fenómenos de acreción alrededor de los agujeros negros no se entienden bien, pero podrían estar detrás de procesos más complicados e importantes, que hacen regular incluso las vidas de las galaxias.

(*) El autor, astrofísico cordobés en Australian Astronomical Optics, Macquarie University y miembro de la Agrupación Astronómica de Córdoba, escribe en el blog El Lobo Rayado.

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