Científicos descubren un agujero negro supermasivo escondido en un anillo de polvo cósmico

El Interferómetro del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO) ha observado una nube de polvo cósmico en el centro de la galaxia ‘Messier 77’ que esconde un agujero negro supermasivo.

Los hallazgos han confirmado predicciones hechas hace unos 30 años y están dando a la comunidad astronómica una nueva visión de los "núcleos galácticos activos", uno de los objetos más brillantes y enigmáticos del universo.

Los núcleos activos de galaxia (AGN por sus siglas en inglés) son fuentes “extremadamente” energéticas alimentadas por agujeros negros supermasivos que se encuentran en el centro de algunas galaxias.

Estos agujeros negros se alimentan de grandes volúmenes de polvo y gas cósmico. Antes de ser devorado, este material gira en espiral hacia el agujero negro y, durante el proceso, se liberan enormes cantidades de energía, eclipsando a menudo a todas las estrellas de la galaxia.

La investigación, liderada por Violeta Gámez de la Universidad de Leiden (Países Bajos), ayuda a comprender de cerca cómo funcionan los AGN y desvelan cuál es su aspecto. Los resultados del estudio se publican este miércoles en la revista científica ‘Nature’. Además, este descubrimiento proporciona “evidencia vital” para apoyar una teoría de hace 30 años conocida como el Modelo Unificado de AGN.

Los investigadores explicaron que “la comunidad astronómica sabe que hay diferentes tipos de AGN”. Por ejemplo, algunos lanzan ráfagas de ondas de radio, mientras que otros no. Ciertos AGN brillan intensamente en luz visible y otros, como ‘Messier 77’, son más tenues. “El Modelo Unificado afirma que, a pesar de sus diferencias, todos los AGN tienen la misma estructura básica: un agujero negro supermasivo rodeado por un grueso anillo de polvo”, indicaron.

Según este modelo, cualquier diferencia en la apariencia entre los AGN resulta de la orientación en la que se observa el agujero negro y su grueso anillo desde la Tierra. El tipo de AGN que se ve depende de cuánto oscurece el anillo al agujero negro desde cada punto de vista, ocultándolo completamente en algunos casos.

Las observaciones fueron posibles gracias al instrumento ‘Matisse’ (Multi AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment, experimento espectroscópico multi apertura en el infrarrojo medio), que puede ver una amplia gama de longitudes de onda infrarrojas, lo que permite ver a través del polvo y medir con precisión las temperaturas. “Debido a que el VLTI es, de hecho, un interferómetro muy grande, tenemos la resolución para ver lo que está sucediendo incluso en galaxias tan lejanas como ‘Messier 77’. Las imágenes que obtuvimos detallan los cambios en la temperatura y la absorción de las nubes de polvo alrededor del agujero negro", afirmó el profesor de la Universidad de Leiden y coautor del estudio, Walter Jaffe.

Combinando los cambios en la temperatura del polvo, con una temperatura ambiente aproximadamente 1.200 grado, causados por la intensa radiación del agujero negro con los mapas de absorción, el equipo construyó una imagen detallada del polvo e identificó dónde debe estar el agujero negro. Para construir la imagen, el equipo también utilizó datos de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), copropiedad de ESO, y del VLBA (Very Long Baseline Array), del Observatorio Nacional de Radioastronomía (Estados Unidos).

Por su parte, la investigadora Gámez concluyó que los resultados pueden ayudarles a comprender mejora la historia de la Vía Láctea y añadió que el equipo tiene la intención de usa el VLTI de ESO “para encontrar más evidencias que apoyen el Modelos Unificado de AGN incluyendo una muestra más grande de galaxias”.

Asimismo, el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, que comenzará a observar a finales de esta década, también ayudará en la búsqueda, proporcionando resultados que complementarán los hallazgos del equipo y les permitirán explorar la interacción entre AGN y galaxias.