EL OBSERVATORIO ESPACIAL HERSCHELL CIERRA SUS OJOS – SU HERENCIA PERDURA - AGUJERO NEGRO EN EL CENTRO DE LA VÍA LÁCTEA Sgr A*

Observatorio Espacial Herschel - crédito NASA /C. Carreau

 Alrededor de 26.000 años luz de distancia, se encuentra la región central de nuestra galaxia, la Vía Láctea, en relación a nosotros, es la zona conocida como Sagitario A*, o Sgr A*, donde se  alberga el agujero negro supermasivo de acreción activa, más cercano a la Tierra. Su masa es equivalente a unos 4 millones de veces la masa de nuestra estrella, el Sol. Este agujero negro acrecienta actualmente, la materia de sus alrededores a un ritmo suave, como lo hacen la mayoría de los agujeros negros supermasivos en galaxias masivas en todo el Universo.

A unos cientos de veces más cerca de la Tierra que la galaxia más cercana, proporciona una oportunidad única  para estudiar el medio ambiente de los agujeros negros supermasivos en gran detalle.

Sin embargo,  el centro galáctico es observado a través del denso disco de la Vía Láctea, en el cual, el polvo y el gas en los brazos espirales de nuestra galaxia, absorben la luz visible.

Por consiguiente, estudiar de mejor manera el material interestelar, es hacerlo alrededor de Sgr A* mediante observaciones infrarrojas y de radio.

El Observatorio  Espacial Herschel  de la ESA, ha resuelto parcialmente la parte más interior de la Vía Láctea – un par de años luz alrededor de Sgr A*. – por primera vez en longitudes de onda en el infrarrojo lejano. Este observatorio espacial, corresponde a una misión de la Agencia Espacial Europea [ESA], fue lanzado el 14 de mayo de 2009 a bordo de un Ariane 5 junto con el Observatorio Planck.

Con este Observatorio Espacial, los astrónomos han observado el centro de la Vía Láctea, descubriendo una gran variedad de moléculas en sorprendente altas temperaturas – hasta 1000º K. Los nuevos datos sugieren que el gas molecular se calienta por las crisis, además de la radiación ultravioleta de las estrellas masivas cercanas al centro galáctico. Los choques se desarrollan en el gas  como oleadas de materia en dirección a Sagitario A*.

Este equipo de astrónomos, que está liderado por Javier Goicoechea desde el Centro de Astrobiología en Madrid, España,  fue capaz de aislar la emisión en el infrarrojo lejano de todos los componentes interestelares que rodean a Sgr A*, como el gas atómico y molecular ionizado neutral, al mismo tiempo el polvo. En particular, explotaron la características de varias moléculas, para rastrear la temperatura, la densidad y otras propiedades de la materia que gira alrededor del agujero negro central, y que posiblemente cae sobre él.

Goicoechea comenta: “Hemos detectado una sorprendente y rica variedad de moléculas en el ambiente de Sgr A* que realmente ha superado nuestras expectativas; el rango de moléculas de monóxido de carbono altamente excitado, el vapor de agua, las moléculas ligeras de cianuro de hidrógeno y muchas (otras) que juegan un papel fundamental en la química del medio interestelar. Algunos de ellas no habían sido detectadas antes del Herschel”.

Esta ilustración muestra una impresión artística del medio ambiente en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. El centro galáctico alberga un agujero negro supermasivo en la región conocida como Sagitario A *, o Sgr A *. Crédito: ESA / C. Carreau

Anteriores observaciones en el infrarrojo lejano, realizadas por el Observatorio Espacial Infrarrojo de la ESA en la década de  1990, sólo había investigado el disco circumnuclear, una zona muy densa de gas molecular y polvo que ocupa unos 15 años luz de la galaxia; con una resolución sin precedentes, el Observatorio Espacial Herschel en estas longitudes de onda, fueron capaces los astrónomos de observar a través del disco circumnuclear y estudiar la cavidad central.

Esta cavidad, con radio aproximado de sólo unos pocos años luz, se llena con una mezcla menos densa de polvo caliente y gas. Parte de este gas es ionizado por la fuerte radiación ultravioleta de las estrellas masivas que orbitan cerca del agujero negro central.

Como Sgr A* acrecienta lentamente la materia, nubes individuales de gas que fluye desde la cavidad central del agujero negro a veces se pueden detectar longitudes de onda de Radio y hasta de Rayos X y Gamma; lo que consistente con las emisiones de gas atómico ionizado cercano a Sgr A*, y que también fueron detectados por el Observatorio Espacial Herschel, revelando  serpentinas de gas de alta velocidad moviéndose a una velocidad superior a los 300 Km./s.

Imagen: El panel izquierdo: Vista en onda de radio del gas en el centro de la galaxia; en panel derecho: Vista espectroscópica del centro galáctico obtenida por el Observatorio Herschel, mostrando la gran variedad de moléculas detectadas en esta región. Crédito: Imagen en longitud de onda de radio – National Radio Astronomy Observatory/Very Large Array [cortessía de C. Lang]; Spectrum: ESA/Herschel / PACS, Aguja / J. Goicoechea et al. [2013]

El equipo de astrónomos examinó una serie de posibles mecanismos de calentamiento, excluyendo el papel dominante de la radiación ultravioleta de las estrellas masivas cercanas, lo rayos X emitidos en las proximidades del agujero negro y las interacciones con los rayos cósmicos – partículas altamente energéticas presente en el medio interestelar.

Ninguno de los tres mecanismos pareció suficientemente eficaz para explicar la alta temperatura del gas de monóxido de carbono. Entre los posibles mecanismos que producen los shocks, son las nubes de alta velocidad de gas surgiendo hacia el agujero negro, proto-estrellas que nacen cerca del centro y la salida del soplo de vientos estelares galácticos. 

                        Imagen: Observatorio Espacial Herschel y la Constelación  de La Vela - crédito: ESA

En cuanto al Observatorio Espacial Herschel, el refrigerante  de helio líquido que  enfriaba sus instrumentos, se ha agotado. Este Observatorio ha recolectado datos sin precedentes del Universo Lejano, superando sus observaciones las expectativas de los científicos, quienes han podido aprender más acerca de cómo se forman las estrellas, las tasas de formación de estrellas en las galaxias en todo el cosmos observable y del origen y presencia de agua en diferentes objetos celestes. Las observaciones llegan a su fin, pero la nave será propulsada a una órbita de acercamiento estable alrededor del Sol, permaneciendo en ése lugar por tiempo indefinido.  La misión de la ciencia continuará por varios años más, con muchos descubrimientos que aún no se han hecho, y que se obtendrán  de las imágenes y espectros obtenidos por el Observatorio.

El trabajo completo de J.R. Goicoechea, et al., titulado “Herschel Far-InfreredSpectroscopy of the Galactic Center, Hot Molecular Gas: Shcks versus RadiationNear Sgr A*” se encuentra en Astrophysical Journal Letters – 2013 en prensa.

Bibliografía: ESA Science & Technology