Descubren una burbuja de gas que rodea al agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia

Por Julio García G. / Periodista de Ciencia

El 12 de mayo de este año, un equipo conformado por más de trescientos astrónomos del Telescopio Horizonte de Sucesos dio a conocer la primera imagen del agujero negro supermasivo situado en el centro de nuestra galaxia -Sagitario A- situado a unos 26,000 años luz de la Tierra.

Desde ese momento y hasta ahora, se han continuado llevando a cabo observaciones que puedan dar luz sobre otros fenómenos relacionados con la presencia de este inmenso agujero negro, cuya existencia fue comprobada en los años setenta del siglo XX, a pesar de que no se había observado directamente.

Así, hace unos días –gracias a las observaciones que se realizan a través de ondas de radio milimétricas y submilimétricas– un equipo de astrónomos detectó la primera señal de una burbuja caliente compuesta por gas orbitando en torno a Sagitario A.

Lo que más llama la atención es que la órbita que sigue esta burbuja es muy grande, parecida a la órbita de Mercurio. La diferencia es que le da una vuelta completa al agujero negro en un poco más de media hora. Mientras que Mercurio le da una vuelta completa al Sol en unos ochenta y ocho días.

El hecho de que la burbuja le dé una vuelta completa al agujero negro de Sagitario A* de manera tan rápida se debe a que se mueve a un 30% de la velocidad de la luz, la cual viaja a unos 300,000 kilómetros por segundo.

Este interesante e intrigante fenómeno físico pudo ser captado gracias a la utilización de la red de ocho radiotelescopios que conforman el Telescopio de Horizonte de Sucesos. Dicho Telescopio fue utilizado para captar la primera imagen del agujero negro situado en Sagitario A*.

Para calibrar los datos de observación cuando descubrieron la burbuja de gas, los científicos que conforman esta colaboración recurrieron al radiotelescopio ALMA de ondas milimétricas y submilimétricas que se ubica en San Pedro de Atacama en Chile, a unos 5 mil metros sobre el nivel del mar.

Una región del planeta extremadamente fría y a la vez árida, donde no hay presencia de vapor de agua. Un sitio que, por sus características, resulta idóneo para instalar este tipo de radiotelescopios ya que el vapor de agua y la humedad tienden a estropear las observaciones con ondas milimétricas y submilimétricas.

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Por otro lado, resulta curioso que las observaciones realizadas de esta inmensa burbuja de gas coincidieran con otras observaciones previas realizadas por el Telescopio Chandra de la NASA, el cual descubrió recientemente un estallido y varios destellos de energía provenientes del centro de nuestra galaxia en forma de rayos X.

Coincidentemente, es en esta misma región donde los científicos encontraron por casualidad la burbuja de gas que rodea a Sagitario A*. De hecho, se piensa que estos destellos de energía están asociados con la presencia de este tipo de burbujas.

En una entrevista concedida recientemente al portal de internet del European Southern Observatory, Maciek Wielgus, del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn, Alemania, mencionó que “lo que es realmente nuevo e interesante es que tales erupciones [se refiere en concreto a las erupciones de rayos X captadas por el telescopio Chandra] hasta ahora solo estaban claramente presentes en las observaciones de rayos X e infrarrojos de Sagitario A*” Y añade: “aquí vemos por primera vez una indicación de que los puntos calientes en órbita [la burbuja de gas] también están presentes en las observaciones realizadas con ondas de radio”.

Para dar una explicación más completa sobre por qué se producen en el universo este tipo de burbujas, y por qué están asociadas con la presencia de agujeros negros, en una entrevista con la Agencia SINC de España, el astrónomo Iván Martí Vidal de la Universidad de Valencia, y quien participó en este descubrimiento, mencionó que “durante mucho tiempo se pensó que las llamaradas se originaban a partir de interacciones magnéticas en el gas muy caliente que orbita muy cerca de Sagitario A*, y los nuevos hallazgos respaldan esta idea”.

Por lo que Vidal está convencido de que “hoy en día tenemos casi por seguro que esos puntos calientes están relacionados con un proceso llamado reconexión magnética, en el que los campos magnéticos ceden muchísima energía (y de forma muy localizada) al material que rodea al agujero negro”.

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Ello significa que el agujero negro genera intensos campos magnéticos a su alrededor capaces de acelerar y excitar el gas que lo rodea en puntos o regiones específicas.

Como podemos apreciar, pareciera que no existe un gran misterio en torno a la burbuja que se ha formado alrededor del agujero negro de Sagitario A*. Lo que sí podría resultar aún todavía más fascinante es que las ondas electromagnéticas están presentes en casi cualquier proceso y fenómeno físico que ocurre en el universo.

El descubrimiento del electromagnetismo, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, se lo debemos a dos titanes de la ciencia: a los británicos Michael Faraday y a James Clerk Maxwell.

El primero de ellos, y partiendo de su gran intuición y olfato científico, predijo la existencia de líneas de fuerza que llenan todo el espacio de tal manera que dos objetos con algún tipo de carga eléctrica pueden interactuar.

Estas líneas de fuerza propuestas por Faraday sirvieron para que, posteriormente, James Clerk Maxwell sentara las bases, a través de un conjunto de cuatro ecuaciones, del comportamiento de todos los fenómenos electromagnéticos, incluyendo el comportamiento ondulatorio de la luz.

Como bien lo apunta Carlo Rovelli en su libro ‘La realidad no es lo que parece’, “Maxwell se da cuenta de que sus ecuaciones predicen que las líneas de Faraday pueden temblar y ondular, como las olas del mar”.

Sin estas cuatro ecuaciones, sin este profundo entendimiento de cómo se comporta la luz y las ondas electromagnéticas, sería imposible hoy la existencia de telescopios y radiotelescopios que escudriñan el cielo para darnos información en torno a cómo se comporta el universo.

Tampoco existirían computadoras capaces de interpretar esos datos y mucho menos (si las leyes del electromagnetismo fuesen diferentes) fenómenos que analizar porque tal vez el universo sería completamente distinto a como lo conocemos.

Respecto a los agujeros negros, éstos no son consecuencia directa de las ecuaciones del electromagnetismo de Maxwell, sino de una Teoría que llegó después de la mano de Albert Einstein en 1915, la Teoría General de la Relatividad, la cual describe la estructura del universo como un campo que se distorsiona dependiendo de la masa que contenga. La gravedad es consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo y los agujeros negros son tan masivos que nada puede escapar de ellos, incluyendo la luz.

Pese a que los agujeros negros son consecuencia directa de la Teoría General de la Relatividad, los científicos aún desconocen cuál es el comportamiento de los fenómenos asociados a la Teoría General de la Relatividad, como por ejemplo por qué se forman burbujas de gas en torno a agujeros negros como en Sagitario A*. Tampoco pueden decirnos que hay en el interior de estos últimos una vez que se tragan todo lo que los rodea.

Lo que sí está claro es que la intensa gravedad, así como la curvatura espaciotemporal generada por un agujero negro, sí que puede tener un efecto directo sobre la luz y las ondas electromagnéticas. De hecho, Einstein también predijo que la luz se deforma y cambia de dirección cuando pasa cerca de objetos muy masivos como estrellas, galaxias y agujeros negros.

En definitiva, la fuerza de gravedad –que es producto de la curvatura del espacio-tiempo por objetos masivos tales como planetas, estrellas, galaxias y agujeros negros– aún no puede explicarse en términos de las otras tres fuerzas de la naturaleza (el electromagnetismo y las fuerzas nuclear fuerte y débil en los átomos), por lo que es imposible hoy hablar de una Teoría del Todo que pueda explicar con una sola ecuación el funcionamiento del universo.

Pero quizás con los avanzados instrumentos de observación con los que hoy contamos, podremos llegar en un futuro no tan lejano a una Teoría del Todo capaz de acercarnos un poco más a la gran pregunta que siempre ha obsesionado a la humanidad: por qué el universo es como es.

La respuesta podría estar en la comprensión del funcionamiento de los agujeros negros y de los fenómenos que están asociados a éstos como la burbuja de gas que rodea a Sagitario A*, el corazón de nuestra Vía Láctea.