Los agujeros negros son objetos exóticos que en términos generales existen en dos tipos: los pequeños, con unas pocas veces la masa del Sol, y los supermasivos, con millones de veces la masa de nuestra estrella. Los segundos se encuentran en el centro de casi todas las galaxias y son, literalmente, monstruos devoradores de material galáctico interestelar.

Durante mucho tiempo, los astrónomos han creído que los agujeros negros supermasivos se alimentan de gas caliente que cae continuamente hacia su centro. Pero lo que acaba de encontrar un grupo internacional de astrónomos, entre ellos Roberto Galván-Madrid, del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica (IRyA) de la UNAM Campus Morelia, muestra otra cara de estos objetos.

En un artículo publicado en la revista Nature, los científicos descubrieron que uno de estos megamonstruos se atraganta con una torrencial cantidad de gas frío, algo que hasta ahora no se había observado.

"Nuestro estudio ofrece nuevas pistas sobre la dieta de estos enormes agujeros negros en el centro de las galaxias", comenta Galván-Madrid, experto radioastrónomo y colaborador en el estudio.

En la investigación, los científicos usaron datos del conjunto de radiotelescopios ALMA (Atacama Large Millimeter Array), en el desierto de Chile, para observar el movimiento y ubicación del gas frío en el cúmulo de galaxias Abell 2597, un tupido enjambre de galaxias ubicado a unos 1,000 millones de años luz de la Tierra en dirección de la constelación de Acuario.

"El material que cae hacia el centro de Abell 2597 viaja a un millón de kilómetros por hora, las nubes que detectamos contienen tanto material como un millón de veces el Sol y miden unos 10 años luz de largo" dice Galván-Madrid. "Si se dan las condiciones adecuadas, el gas frío podría caer como una lluvia torrencial hacia el centro de la galaxia", dice el investigador.

Uno de las grandes incógnitas sobre estos monstruos galácticos es la forma en que se alimentan, un proceso conocido como "acreción" y que hace pensar a los científicos sobre la gran complejidad de estos objetos. La manera y cantidad de esta ingesta presentan muchas incógnitas para los astrónomos. Los nuevos resultados con ALMA muestran que los agujeros negros supermasivos podrían tener episodios de voracidad donde una tempestuosa cantidad de gas frío sería tragado rápidamente.

Los investigadores aprovecharon las capacidades de ALMA para encontrar radioondas emitidas por enormes nubes de monoxido de carbono. La firma espectral del gas indicó tres grandes regiones formando sombras contra la radiación de material arrojado desde los chorros centrales del agujero negro supermasivo. La corta distancia de las nubes frías al centro del agujero negro supermasivo indica que serán consumidas por éste en el futuro.

"El siguiente paso es seguir observando el centro de estas galaxias para encontrar más casos como el de Abell 2597. De lo que encontremos en nuestros datos dependerá en gran medida el modelo teórico que actualmente tenemos de los agujeros negros supermasivos", concluye el Dr. Grant Tremblay, investigador de la Universidad de Yale, y autor principal del artículo.

El IRyA-UNAM es una institución de excelencia académica a nivel nacional e internacional que cuenta con astrónomos observacionales de múltiples frecuencias y astrónomos teóricos en diversas áreas. De acuerdo con la Academia Mexicana de las Ciencias, es el Centro en Ciencias Físicas de todo México con mayor impacto a nivel internacional.

Nuevos datos de ALMA muestran una “lluvia” de nubes de gas frío precipitándose sobre el agujero negro supermasivo en el centro Abell 2597. Crédito: NRAO/AUI/NSF; Dana Berry/SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

En las profundidades del corazón del cúmulo de galaxias más brillante, Abell 2597, los astrónomos han visto un grupo de nubes de gas gigantes soltando su contenido sobre el agujero negro central en forma de “lluvia”. Su presencia fue delatada por las sombras que proyectan hacia la Tierra. Estos datos de ALMA representan la primera evidencia observacional de la predicha acreción fría caótica que puede tener lugar en un agujero negro supermasivo. Crédito: NRAO/AUI/NSF; Dana Berry/SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

 

La imagen de fondo (azul) es del telescopio espacial de Hubble. En primer plano (rojo) vemos los datos de ALMA que muestran la distribución de monóxido de carbono en el interior y alrededor de la galaxia. En el recuadro ampliado vemos los datos de ALMA de la "sombra" producida por la absorción de la luz en longitudes de onda milimétricas por las nubes de gas cayendo hacia el agujero negro. Crédito: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)/G. Tremblay et al./NASA/ESA Hubble/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Por Vicente Hernández-Hernández (Planetario Sayab, Playa del Carmen)