Observan un diluvio intergaláctico alimentando un agujero negro


(14 Jun 16) Un equipo internacional de astrónomos observó por primera vez un fenómeno climático cósmico: un cúmulo de nubes de gas intergaláctico fluyendo hacia el agujero negro supermasivo situado en el centro de una enorme galaxia

Gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un equipo internacional de astrónomos observó por primera vez un fenómeno climático cósmico: un cúmulo de nubes de gas intergaláctico fluyendo hacia el agujero negro supermasivo situado en el centro de una enorme galaxia a 1.000 millones de años luz de la Tierra. Estos resultados aparecieron en la revista especializada Nature el 9 de junio de 2016.

La nueva observación de ALMA constituye la primera prueba directa de que las nubes frías y densas se pueden fusionar a partir del gas intergaláctico caliente y caer directamente en el corazón de una galaxia para alimentar su enorme agujero negro central. También cambia las teorías de los astrónomos sobre la forma en que los agujeros negros supermasivos se alimentan, a través de un proceso conocido como acreción.

Hasta ahora, los astrónomos creían que en las galaxias más grandes los agujeros negros supermasivos se alimentaban de un flujo lento y constante de gas ionizado procedente del halo de la galaxia. Las nueva observación de ALMA muestra que, cuando se dan las condiciones climáticas, los agujeros negros también pueden tragar cúmulos gigantes y caóticos de nubes de gas molecular muy frío.

Un pequeño cúmulo de nubes de gas gigantes que precipitan en dirección del agujero negro central. Imagen: NRAO/AUI/NSF; Dana Berry / SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).

Un pequeño cúmulo de nubes de gas gigantes que precipitan en dirección del agujero negro central. Imagen: NRAO/AUI/NSF; Dana Berry / SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).

“Esta fría y caótica acreción ha sido una de las grandes predicciones teóricas de los últimos años, pero esta es una de las primeras pruebas claras que nos proporciona un observatorio sobre un agujero negro supermasivo que se alimenta de una fría y caótica ‘lluvia’ ”, afirma Grant Tremblay, astrónomo de la Universidad de Yale, en New Haven Connecticut, Estados Unidos, y autor principal del nuevo artículo. “Es muy alentador pensar que quizá estemos realmente observando una tormenta del tamaño de una galaxia mientras alimenta a un agujero negro que tiene una masa de aproximadamente 300 millones de veces la masa de nuestro Sol”.

Tremblay y su equipo usaron ALMA para observar un cúmulo particularmente brillante de aproximadamente 50 galaxias llamado Abell 2597. En su centro se encuentra una galaxia elíptica masiva conocida justamente como la galaxia más brillante del cúmulo Abell 2597. Y entre estas galaxias hay una difusa atmósfera de plasma caliente e ionizado, que se había detectado anteriormente con el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA.

“Este gas extremadamente caliente puede enfriarse y condensarse rápidamente, y luego precipitar de la misma forma en que el aire húmedo y caliente produce nubes y lluvia en la atmósfera de la Tierra”, agregó Tremblay; “al condensarse, estas nubes generan una lluvia sobre la galaxia que favorece la formación estelar y alimenta a su agujero negro supermasivo”.

Esto fue exactamente lo que observaron los investigadores cerca del centro de la galaxia: tres enormes nubes de gas frío fluyendo hacia el agujero negro supermasivo situado en el centro de la galaxia a una velocidad de 300 kilómetros por segundo, a aproximadamente un millón de kilómetros. Cada nube contiene material equivalente a un millón de veces nuestro Sol y se extiende por decenas de años luz.

Normalmente, los objetos de este tamaño son difíciles de distinguir a tamaña distancia cósmica, incluso con el increíble poder de resolución de ALMA.

Sin embargo, su existencia fue revelada por las “sombras” de 1.000 millones de años luz de extensión que proyectan sobre la Tierra. Estas sombras, conocidas como sistemas de absorción, se formaron a medida que las nubes de gas, al desplazarse, fueron interrumpiendo el paso de la brillante luz de fondo emitida en ondas milimétricas por electrones que se mueven en espiral alrededor de campos magnéticos muy cerca del agujero negro supermasivo central.

De acuerdo con otros datos recabados por el Very Long Baseline Array, de la Fundación Nacional de Ciencia de EE.UU., las nubes de gas observadas por ALMA se encuentran a unos 300 años luz del agujero negro, prácticamente a punto de ser devoradas, en términos astronómicos.

Aunque ALMA sólo detectó tres nubes de gas frío cerca del agujero negro, los astrónomos sostienen que puede haber miles de nubes parecidas en las cercanías que podrían seguir alimentando el agujero negro por mucho tiempo más.

Los astrónomos pretenden usar ALMA para seguir buscando estas “lluvias” en otras galaxias con el fin de determinar si se trata de un fenómeno tan común como lo sugiere la teoría actual. (ALMA/DICYT)


Referencia bibliográfica 

Los resultados de este estudio se publicaron en la revista Nature con el título “Cold, clumpy accretion onto an active supermassive black hole,” (‘Acreción fría y grumosa sobre agujero negro supermasivo activo’), firmado por Grant Tremblay et al., el 8 de junio de 2016.