Un agujero negro supermasivo entra en erupción con un enorme chorro de energía que podría acabar con la vida en su galaxia anfitriona(Crédito de la imagen: Robert Lea (creado con Canva))
Una anomalía cósmica detectada en una galaxia lejana podría presagiar un futuro aterrador para la vida en la Vía Láctea. El descubrimiento sugiere que nuestros modelos de evolución galáctica podrían ser inexactos.
Los astrónomos han detectado un agujero negro supermasivo en erupción que produce algunos de los mayores chorros jamás vistos estallando en una galaxia con la misma forma que la nuestra. La galaxia en cuestión también posee mucha más materia oscura que la Vía Láctea, lo que apunta a una conexión entre los agujeros negros activos y la abundancia de la «materia» más misteriosa del universo.
Los chorros que salen de la galaxia espiral masiva 2MASX J23453268-0449256 (J2345-0449), que tiene tres veces el tamaño de la Vía Láctea y se encuentra a 947 millones de años-luz de distancia, tienen ellos mismos 6 millones de años-luz de longitud. Y si el agujero negro supermasivo de J2345-0449, que tiene una masa estimada equivalente a 1.400 millones de soles, puede entrar en erupción con tanta violencia, ¿podría el agujero negro supermasivo de nuestra galaxia Sagitario A* (Sgr A*) también estallar? Y de ser así, ¿qué significaría para la vida en la Vía Láctea?
Si bien en el pasado se han observado chorros de mayor tamaño (entre los que destaca el chorro denominado «Porphyrion», que se extiende a lo largo de 23 millones de años luz), estas emisiones monstruosas se han asociado principalmente a galaxias elípticas, no a galaxias espirales.
«Este descubrimiento es algo más que una rareza: nos obliga a replantearnos cómo evolucionan las galaxias y cómo crecen en ellas los agujeros negros supermasivos y dan forma a sus entornos», afirma en un comunicado Joydeep Bagchi, jefe del equipo de la Universidad CHRIST de Bangalore. «Si una galaxia espiral no sólo puede sobrevivir, sino prosperar en condiciones tan extremas, ¿qué significa esto para el futuro de galaxias como nuestra Vía Láctea?
«¿Podría nuestra galaxia experimentar algún día fenómenos similares de alta energía que tengan graves consecuencias para la supervivencia de la preciosa vida que hay en ella?»
¿Espiral de la muerte?
El equipo detectó este notable estallido de radiochorro utilizando el telescopio espacial Hubble, el radiotelescopio de ondas métricas gigantes y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).
Antes, los científicos pensaban que un chorro tan violento y titánico surgido del agujero negro supermasivo situado en el corazón de una galaxia espiral destruiría la estructura de ésta, en particular los característicos brazos espirales que dan nombre a estas galaxias.
Sin embargo, J2345-0449 parece estar tranquila y ha logrado conservar su morfología, incluidos sus brazos espirales, su brillante y agitada «barra nuclear» de estrellas y un anillo estelar, a pesar de poseer uno de los agujeros negros supermasivos más violentos jamás vistos en una galaxia espiral.
J23453268-0449256 visto por el radiotelescopio Giant Metrewave. (Crédito de la imagen: Bagchi and Ray et al/Giant Metrewave Radio Telescope)
Por si fuera poco, esta galaxia lejana está rodeada por un enorme halo de gas. En muchas galaxias, este material se estaría enfriando y condensando para producir nuevas estrellas. Sin embargo, en J2345-0449, el agujero negro central está actuando como un horno cósmico, calentando este halo de gas, produciendo emisiones de rayos X e impidiendo que cree nuevas estrellas.
Los rayos cósmicos, los rayos gamma y los rayos X, todos ellos asociados a los chorros masivos que emergen del agujero negro en el corazón de esta galaxia, amenazan cualquier vida que pueda haber surgido en J2345-0449.
¿Y si Sgr A* se da un atracón de estrellas?
Como ya se ha mencionado, existen algunas diferencias importantes entre J2345-0449 y la Vía Láctea, entre ellas el hecho de que nuestra galaxia tenga un tercio del tamaño de su lejana prima. Los agujeros negros en el corazón de ambas galaxias también son diferentes, o tan diferentes como pueden serlo los agujeros negros supermasivos. Mientras que se calcula que el agujero negro supermasivo de J2345-0449 tiene entre 250 millones y 1.400 millones de masas solares (existe una gran incertidumbre porque J2345-0449 carece de protuberancia central, lo que dificulta la medición de la masa de su agujero negro), Sgr A* es mucho más diminuto, con una masa de unos 4,3 millones de soles.
Una comparación entre J2345-0449 y nuestra galaxia mucho más pequeña, la Vía Láctea (Crédito de la imagen: Bagchi y Ray et al/Hubble Space Telescope)
El agujero negro de J2345-0449 es tan turbulento porque se alimenta ávidamente de abundante gas y polvo que se arremolina a su alrededor en una nube aplanada llamada disco de acreción. El material que el agujero negro no devora es canalizado hacia los polos de este titán cósmico, desde donde es expulsado a velocidades cercanas a la de la luz en forma de estos extraordinarios chorros gemelos.
Sgr A* no tiene actualmente chorros tan potentes (se discute si tiene o no chorros) porque no se alimenta de mucha materia. De hecho, si nuestro agujero negro supermasivo central fuera un ser humano, sería como si se alimentara de un grano de arroz cada un millón de años.
Sin embargo, esta situación podría cambiar en muy poco tiempo si Sgr A* se enganchara a una gran nube de gas o a una estrella y comenzara a devorarla. Este fenómeno se denomina evento de perturbación de marea (TDE, por sus siglas en inglés) y, aunque hemos observado muchos de ellos en otras galaxias, nunca hemos visto uno en Sgr A*.
Ilustración de una marea perturbadora que se produce cuando una estrella pasa demasiado cerca de un agujero negro supermasivo y provoca la erupción de un enorme chorro. (Crédito de la imagen: revista All About Space)
Si Sgr A* desgarrara una estrella en un TDE, el material de la estrella caería alrededor de nuestro agujero negro, formando un disco de acreción. Y eso daría lugar a la producción de chorros astrofísicos.
El impacto de estos chorros dependería de su orientación, su fuerza y la cantidad de energía que emiten. Si un chorro procedente de Sgr A*, que se encuentra a unos 27.000 años luz, apuntara directamente al sistema solar, sería capaz de destruir las atmósferas planetarias y dañar el ADN de la vida en la Tierra. La radiación asociada a estos chorros podría aumentar las tasas de mutación. Si la Tierra recibiera el impacto directo de un chorro de este tipo, las partículas de alta energía que contiene podrían degradar nuestra capa de ozono y provocar una extinción masiva.
Por ahora está tranquilo, pero si Sgr A*, visto por el Event Horizon Telescope, engancha una estrella para merendar los resultados podrían ser catastróficos (Crédito de la imagen: EHT Collaboration.)Aunque el chorro no se dirija hacia la Tierra, podría tener consecuencias desastrosas para la Vía Láctea a gran escala. Si un chorro chocara contra el medio interestelar, el gas y el polvo que se encuentran entre las estrellas de nuestra galaxia, podría calentarlas y frenar la formación estelar, como ha ocurrido en J2345-0449.
Esto no sería inédito en la Vía Láctea, que, según los científicos, fue asolada en el pasado por vastos chorros de radio. Sin embargo, predecir si tales chorros podrían surgir de nuevo de Sgr A*, y cuándo, no es tan fácil como detectar pruebas de su actividad histórica.Hay otro enigma en torno a J2345-0449 que los astrónomos estarán deseosos de investigar.
La conexión con la materia oscura
Durante su estudio de J2345-0449, el equipo también descubrió que esta galaxia, tres veces mayor que la Vía Láctea, parece contener diez veces más materia oscura que nuestra galaxia.
La materia oscura es efectivamente invisible porque, a diferencia de la materia ordinaria que compone las estrellas, los planetas, las lunas, nuestros cuerpos y todo lo que vemos a nuestro alrededor, no interactúa con la luz.
Sin embargo, la materia oscura sí interactúa con la gravedad, y esto es importante para J2345-0449. Esta galaxia lejana y masiva gira tan rápido que se necesita una gran cantidad de materia oscura para mantener su estructura y evitar que se desintegre.
Es la primera vez que los astrónomos establecen una relación entre el contenido de materia oscura de una galaxia, su estructura y la actividad de su agujero negro supermasivo central.
El equipo cree que si se sigue estableciendo esta conexión se podría abrir una frontera de estudio científico completamente nueva.
«Comprender estas galaxias raras podría proporcionar pistas vitales sobre las fuerzas invisibles que gobiernan el universo, incluida la naturaleza de la materia oscura, el destino a largo plazo de las galaxias y el origen de la vida», afirma Shankar Ray, miembro del equipo y también de la Universidad CHRIST de Bangalore. «En última instancia, este estudio nos acerca un paso más a desentrañar los misterios del cosmos, recordándonos que el universo aún guarda sorpresas más allá de nuestra imaginación.»
La investigación del equipo se publicó el jueves (20 de marzo) en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
