En las historias de detectives de mayor suspenso,
el misterio se hace más profundo conforme la trama revela nuevas pistas. Y lo mismo les ha pasado
en la vida real a
los astrofísicos que investigan el centro
de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Ellos esperaban que el Observatorio
de rayos-X Chandra (Chandra X-ray Observatory) de la NASA
revelase la existencia, sospechada desde tiempo atrás, de un agujero negro —
y en realidad así lo hizo. Pero las revelaciones del Chandra han generado nuevas
preguntas que ahora desconciertan a los científicos tal vez más que antes.
Arriba:
Una imagen del Observatorio
de rayos-X Chandra de la región central de nuestra galaxia,
la Vía Láctea. Un agujero negro supermasivo se esconde en
el interior de la mancha blanca brillante, cerca del centro
de la imagen.
[más información]
Un agujero negro es un objeto tan masivo y tan compacto a la vez
que ni siquiera la misma luz puede escapar a su exorbitante gravedad.
Por décadas, los científicos han argumentado que las estrellas gigantes
(aquellas cuya masa es al menos 10 veces más grande que la de nuestro Sol)
normalmente tienden a concluir sus vidas como supernovas —
explosiones catastróficas que dispersan materia a años luz de distancia
a través del espacio interestelar, dejando atrás solamente un residuo
denso de la estrella original. Si el residuo excede unas 3 masas solares,
se convertirá en un agujero negro.
En 1974, el astrónomo británico Sir Martin Rees propuso
que los agujeros negros supermasivos — aquellos con masas de un millón
e incluso de mil millones de masas solares — podrían existir en
los centros de algunas galaxias. Las galaxias que él imaginaba
poseían núcleos (centros) increíblemente activos, que brillaban
con la intensidad de 30 mil millones de soles. Estos núcleos brillaban,
titilando de manera inestable, en todas las longitudes de onda, desde
el radio hasta los rayos gamma, y expelían poderosos chorros de
partículas cargadas hacia el espacio. Rees concluyó que la fuente
de tales disturbios eran agujeros negros devorando materia.
«No podemos imaginarnos de qué otra manera estos núcleos activos de galaxias
(que se abrevia en español como NAGs ó como AGNs por las siglas inglesas
de Active Galactic Nuclei) podrían emitir tanta energía», dice Donald
Kniffen, científico del programa Chandra de la Oficina de Ciencias
del Espacio (Office of Space Science) en las Oficinas Centrales de NASA.
«La única teoría aceptada es la de los agujeros negros». Mas aún, ya empieza
a pensarse que las galaxias activas no son las únicas que podrían alojar
a tales «monstruos en su centro». Las galaxias ordinarias como la
Vía Láctea también los poseen.
En 1974, mientras Rees aún se encontraba especulando
acerca de los agujeros negros en los centros de las galaxias activas, los
radio astrónomos norteamericanos Bruce Balick y Robert Brown se encontraban
observando el relativamente silencioso centro de nuestra propia galaxia.
Allí ellos descubrieron una fuente de radio compacta y variable que se parecía
mucho a un quasar débil — un tipo de NAG lejano que los astrónomos normalmente
encuentran cerca del límite del Universo observable. Pero este
objeto se hallaba a «tan solo» 26,000 años luz de distancia, ¡en nuestro
propio patio trasero cósmico! Debido a que parecía encontrarse dentro
de una fuente de radio grande y extensa a la que ya se conocía como
Sagitario A, la llamaron Sagitario A* (que se pronuncia «Sagitario-A estrella»).
Arriba:
Los telescopios de rayos-X como el Observatorio
de rayos-X Chandra, pueden detectar el brillo incandescente del gas
sobrecalentado que cae arremolinándose hacia el interior de un agujero
negro.
Durante las dos últimas décadas, los astrofísicos han observado
laboriosamente
a Sagitario A* en longitudes de onda de radio, óptico y cercano-infrarrojo.
La enorme velocidad (hasta de 1400 km por segundo) del gas y las estrellas
arremolinándose alrededor del centro de la Vía Láctea, comenzaron a convencerlos
de que algo pequeño pero masivo — unos 2.6 millones de masas solares — se
hallaba oculto en el centro de nuestra galaxia. ¿Era acaso
un agujero negro supermasivo, o tan sólo millones de estrellas más
o menos ordinarias y densamente agrupadas?
Solamente las observaciones de rayos-X podrían suministrar la
evidencia definitiva — por dos razones — porque los rayos-X son el característico
último grito
silencioso de la materia cuando es finalmente engullida para siempre
por un agujero negro, y porque solamente los rayos-X pueden penetrar la densa
capa de gas y polvo que oscurece nuestra vista del centro galáctico.
De este modo, se inició una carrera para ser el primero en detectar
la fuente de rayos-X de Sagitario A*
Sólo unos meses después de su lanzamiento, en julio de 1999,
Chandra tuvo éxito. El «Gran Observatorio» había logrado
localizar una fuente de rayos-X que coincidía con Sagitario A*.
Los astrofísicos, anunciando sus descubrimientos en enero del 2000, se
encontraban muy entusiasmados por esta evidencia directa
de un agujero negro supermasivo en el núcleo de la Vía Láctea.
Solo que en medio de la euforia existia un problema: los rayos-X observados tenían sólo una
quinta parte de la intensidad prevista por la teoría. En otras palabras, Sagitario A* era débil — lo
cual era extraño, puesto que los núcleos activos de las galaxias
son siempre tan brillantes.
Arriba: Imágenes de
Sagitario A y A* tomadas desde el
Observatorio de rayos-X Chandra. [más
información]
¿Qué significado podría tener esta discrepancia?
Observaciones posteriores en radio y rayos-X condujeron a los astrónomos
a una posible respuesta: Diez mil años atrás una supernova explotó
muy cerca de Sagitario A*. Los gases que se expandieron rápidamente
barrieron mucho del gas y el polvo interestelar, impidiendo que
el material local cayera dentro del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea, y por lo tanto,
dejándolo «hambriento». La disminución de la cantidad de
material cayendo dentro del agujero negro, resultó en
una menor emisión de rayos-X.
Sin embargo, algo de material continúa cayendo. En el año 2001,
justo antes de la llegada del ojo vigilante del Chandra, Sagitario A*
aumentó repentinamente su brillo. En cuestión de minutos
llego a tener 45 veces su intensidad normal. Y entonces, unas tres horas más
tarde, volvió a desvanecerse hasta el nivel
previo a la llamarada. ¡La energía liberada correspondía al agujero negro
engullendo de repente un trozo de materia con la masa de un cometa o asteroide!
Mas aún, por la forma específica en que los rayos-X se intensificaron y se desvanecieron,
los astrofísicos calcularon que
Sagitario A* tiene apenas unos 15 millones de kilómetros de diámetro — menos de la
cuarta parte del diámetro de la órbita alrededor del Sol del planeta Mercurio. Esta evidencia
por observación directa de su pequeño tamaño, comparado con su
enorme masa, parece concordar muy bien con el modelo de un agujero negro
supermasivo.
Izquierda:
Las estrellas de movimiento rápido en el año luz
central de nuestra galaxia, la Vía Láctea, son mantenidas en su lugar
debido a la gravedad de un agujero negro supermasivo. La
marca de color amarillo indica la localización de Sagitario A*.
[
más información]
Aún así, el misterio clave sigue sin ser resuelto: ¿De
donde vino el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea?
Y en general, ¿de dónde se origina cualquier agujero negro supermasivo?
«Estas son excelentes preguntas», declara Kniffen. «Los científicos siguen rompiéndose
la cabeza con esto. Una
idea es que los agujeros negros supermasivos se formaron cuando
las galaxias aparecieron originalmente. Otra es que un agujero negro de
masa estelar pudo empezar a acumular material y creció hasta volverse
supermasivo. Una tercera posibilidad es que los agujeros negros supermasivos nacen a partir de
grupos de agujeros negros más pequeños que se fusionan. O tal vez es otra cosa completamente diferente.
Recientemente Chandra podría haber descubierto una conexión importante entre agujeros negros
de masa estelar y los supermasivos: un agujero negro de 500 masas solares
en la cercana e irregular galaxia M82 en la constelación de la Osa Mayor.
Pero esto es también desconcertante, ya que el agujero negro ¡no está
centrado en el núcleo de M82! ¿Será que el agujero negro eventualmente se hundirá en el centro
de M82 y crecerá hasta convertirse en supermasivo? Nadie lo sabe.
Y de esta manera, el misterio continúa. En cada vuelta, otra pista más aparece; algunas preguntas
tienen respuesta, pero otras toman su lugar. «Estamos apenas
tocando la superficie de este tema», dice Kniffen. Si
Sherlock Holmes fuera un astrónomo…
| Enlaces a la Red (en inglés y español) |
|
Imágenes Cautivadoras: M82
Un |
