Astrónomos observan cómo se despierta un agujero negro gigante en tiempo real

(CNN) — Los astrónomos están presenciando un espectáculo nunca antes visto en el cosmos: el despertar de un agujero negro gigante en el centro de una galaxia distante.

A finales de 2019, un equipo de astrónomos identificó una galaxia que, en principio, no tenía nada de especial, llamada SDSS1335+0728, a 300 millones de años luz de distancia, en la constelación de Virgo. El telescopio del Zwicky Transient Facility en el Observatorio Palomar en California había detectado automáticamente un aumento repentino en el brillo de esa galaxia.

Con su visión de campo extremadamente amplio, la cámara escanea todo el cielo del norte cada dos días, y captura datos sobre objetos celestes como asteroides cercanos a la Tierra, así como supernovas brillantes y distantes.

Un equipo interdisciplinario de astrónomos e ingenieros siguió la observación de Zwicky gracias al uso de la información de telescopios espaciales y terrestres para ver cómo cambiaba la luminosidad de la galaxia con el tiempo.

Para su sorpresa, los investigadores se dieron cuenta de que estaban presenciando un momento único: el despertar de un monstruo cósmico. Los resultados de su estudio fueron aceptados para su publicación en la revista Astronomy & Astrophysics.

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«Imagínate que observaste una galaxia distante durante años y que siempre parecía tranquila e inactiva», dijo en un comunicado la autora principal del estudio, Paula Sánchez Sáez, astrónoma del Observatorio Europeo Austral en Alemania. «De repente, (su núcleo) comienza a mostrar cambios dramáticos en el brillo, a diferencia de cualquier evento típico que hayamos visto antes».

El equipo clasificó la galaxia como si tuviera un núcleo galáctico activo, o una región compacta y brillante impulsada por un agujero negro gigante.

Varios escenarios celestes pueden hacer que una galaxia brille repentinamente, como explosiones de supernovas o cuando las estrellas se acercan demasiado a los agujeros negros y se desgarran durante un fenómeno llamado eventos de perturbación de mareas.

Pero tales eventos solo duran decenas o cientos de días, y SDSS1335+0728 todavía muestra un aumento de su brillo más de cuatro años después de que los investigadores observaran por primera vez que su luminosidad se incrementaba como si se accionara un interruptor de luz cósmico.

Y las variaciones de brillo en la galaxia no se parecen a nada que los astrónomos hayan visto antes, lo que sólo los desconcertó aún más.

Un evento cósmico sin precedentes

Para encontrar respuestas, el equipo consultó datos de archivo de Wide-field Infrared Survey Explorer y Galaxy Evolution Explorer de la NASA, Two Micron All Sky Survey, Sloan Digital Sky Survey y otros observatorios.

Los investigadores compararon los datos con observaciones de seguimiento tomadas por el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral en Chile, el Telescopio de Investigación Astrofísica del Sur en Chile, el Observatorio WM Keck en Hawaii y los telescopios espaciales Neil Gehrels Swift y observatorios de rayos X Chandra de la NASA.

En conjunto, los datos presentaron un retrato amplio de la galaxia antes y después de la observación de diciembre de 2019, y revelaron que la galaxia cambió para emitir mucha más luz ultravioleta, visible e infrarroja en los últimos años, y rayos X a partir de febrero, lo que es un comportamiento sin precedentes, dijo Sánchez Sáez.

Dado que la galaxia está a 300 millones de años luz de distancia, los eventos que los astrónomos ven ocurrieron en el pasado, pero la luz de estos eventos recién ahora llega a la Tierra después de viajar a través del espacio durante millones de años. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año, que es 9,46 billones de kilómetros (5,88 billones de millas).

“La opción más tangible para explicar este fenómeno es que vemos cómo el (núcleo) de la galaxia comienza a mostrar (…) actividad”, dijo la coautora del estudio Lorena Hernández García, astrónoma del Instituto Milenio de Astrofísica y de la Universidad de Valparaíso, ambos en Chile, en un comunicado. «Si es así, esta sería la primera vez que veremos la activación de un agujero negro masivo en tiempo real».

Gigantes celestes dormidos

Se clasifica que los agujeros negros gigantes tienen masas más de 100.000 veces mayores a la de nuestro sol. Se pueden encontrar en el centro de la mayoría de las galaxias, como la Vía Láctea.

«Estos monstruos gigantes generalmente están dormidos y no son directamente visibles», dijo en un comunicado el coautor del estudio Claudio Ricci, profesor asociado de la Universidad Diego Portales en Chile. «En el caso de SDSS1335+0728, pudimos observar el despertar del enorme agujero negro, (que) de repente comenzó a alimentarse del gas disponible en su entorno, y se volvió muy brillante».

Investigaciones anteriores identificaron galaxias inactivas que parecían volverse activas después de varios años, lo que es generalmente provocado por la actividad de los agujeros negros, pero el proceso de despertar de un agujero negro nunca antes se había observado directamente, hasta ahora, dijo Hernández García.

El mismo escenario puede ocurrir con Sagitario A*, el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, pero los astrónomos no están seguros de qué tan probable es que ocurra, dijo Ricci.

Los astrónomos no pueden descartar que su observación pueda ser un evento de alteración de marea inusualmente lento o un nuevo fenómeno celeste desconocido.

“Independientemente de la naturaleza de las variaciones, (esta galaxia) proporciona información valiosa sobre cómo crecen y evolucionan los agujeros negros”, dijo Sánchez Sáez. «Esperamos que instrumentos como (MUSE en el VLT o los del próximo Extremely Large Telescope) sirvan para comprenderlo (por qué la galaxia se está iluminando)».

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