Simulación de la nube de gas en su aproximación al agujero negro
del centro de la Vía Láctea
En enero de 2012, la revista Nature publicó el
descubrimiento efectuado en 2011 por un equipo de astrónomos, que utilizando el
Very Large Telescope de la ESO
[VLT], ubicado en Cerro Paranal [Chile], de una nube de gas varias veces más
masiva que la Tierra ,
acercándose rápidamente hacia el agujero negro que se encuentra en el centro de
nuestra galaxia, la Vía Láctea.
Reinhard Genzel, del Max-Planck Institute for
Extraterrestrial Physics [MPE] de Garching que dirigió el equipo de astrónomos como parte de un
programa de observación que lleva 20 años usando los telescopios de ESO,
monitoreaba el movimiento de las estrellas alrededor del agujero negro
supermasivo, descubriendo el nuevo
objeto acercándose rápidamente. En los últimos siete años, la velocidad de
este objeto casi se ha duplicado al alcanzar más de 8 millones de km/h. Su
órbita es muy alargada y se estimaba que durante el presente año 2013, pasará a
una distancia de sólo 40 mil millones de kilómetros del horizonte de suceso del
agujero negro, o sea, a unas 36 horas luz. Un encuentro muy cercano con un
agujero negro supermasivo.
Simulación de una nube de gas pasando cerca del agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia a mediados de 2013. Crédito: ESO/S. Gillessen /MPE / Marc. Schartmann
Se estima que el agujero negro del centro de la
Vía Láctea
El objeto es una nube de polvo y gas ionizado, con una
masa aproximadamente tres veces la de la Tierra , mucho más fría que las estrellas
circundantes (no supera los 280 grados Celsius), y está compuesta
principalmente por hidrógeno y helio. La nube brilla a causa de la fuerte
radiación ultravioleta de las estrellas calientes que rodean el
sobrepoblado corazón de la
Vía Láctea.
La actual densidad de la
nube es mucho mayor que la del gas caliente que rodea al agujero negro. Pero a
medida que la nube se acerca cada vez más a la bestia hambrienta, el aumento de
la presión externa comprime la nube y al mismo tiempo, la enorme atracción
gravitatoria del agujero negro, que tiene una masa cuatro millones de veces la
masa del Sol, continúa acelerando el acercamiento
de la nube y arrastrándola fuera de su órbita.
Nuevas observaciones del VLT, muestran que la nube
de gas esta siendo destrozada por el agujero negro, estirada y deformada por el
fuerte campo gravitatorio del agujero negro. Está tan extendida en su parte
frontal que ha pasado el punto más cercano y viaja lejos del agujero negro a
más de 10 millones de km./h., mientras que la cola cae hacia el agujero negro.
“El gas que se encuentra en la cabeza de la nube se estira a más
de 160.000 millones de kilómetros alrededor del punto más cercano de la órbita
del agujero negro, y el máxima acercamiento es a tan solo unos 25.000 millones
de kilómetros del propio agujero negro – apenas desaparezca caerá sumido en el
olvido”, explica Stefan Gillessen del Instituto Max-Planck
de Física Extraterrestre, en Garching, Alemania, quién lidera el equipo de
observación, “la nube está tan estirada que el punto máximo de acercamiento
no es un evento puntual, sino un proceso que se extiende a lo largo de un período
de, al menos, un año”.
A medida que la nube se estira, su luz se va
haciendo cada vez más difícil de observar. Pero se logra hacerlo observando en forma minuciosa
la región cercana al agujero negro durante más de 20 horas de tiempo de
exposición total con el instrumento SINFONI instalado en el VLT la exposición
más profunda hecha nunca de esta región con un espectrómetro de campo integral.
En un espectrómetro de campo integral, la luz
recogida por cada píxel se dispersa separadamente en los colores que la
componen, de manera que se registra el espectro de cada uno de los píxeles; de
esta manera, puede analizarse el espectro en forma individual y usarse para
crear mapas de las velocidades y para determinar las propiedades químicas de
cada parte del objeto.
El equipo fue capaz de medir las velocidades de
diferentes partes de la nube a medida que salía disparada más allá del agujero
negro central.
El equipo espera poder ver evidencias de cómo la
veloz nube interacciona con cualquier tipo de gas del entorno del agujero
negro. Hasta el momento, no se ha encontrado nada, pero se planean posteriores
observaciones buscando este tipo de efecto.
Nube de gas desgarrada por el agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia.
Crédito:ESO / S.Gillessen
"Lo más emocionante que vemos ahora en las nuevas
observaciones es la cabeza de la nube que vuelve hacia nosotros a más de 10
millones de km./h a lo largo de la órbita — lo que supone un impresionante 1%
de la velocidad de la luz", añade Reinhard Genzel, "Esto significa que la parte frontal de la nube
ya ha hecho su máximo acercamiento al agujero negro".
El
origen de la nube de gas sigue siendo un misterio, aunque no faltan ideas al
respecto . Los astrónomos pensaban que podría haber sido creado
por vientos estelares procedentes de las estrellas que orbitan al agujero
negro. O, posiblemente, podrían incluso ser el resultado de un chorro originado
en el centro galáctico. Otra opción era que hubiese una estrella en el centro
de la nube y que el gas procediera o bien de los vientos estelares de esa
estrella o bien de un disco de gas y polvo protoplanetario en torno a la
estrella.
Las
nuevas observaciones limitan las posibilidades.
"Igual que un desafortunado astronauta en una película de
ciencia ficción, vemos que la nube se estrecha tanto que parece un espagueti.
Esto significa que, probablemente, no tenga una estrella en su interior", concluye Gillessen. "Por el momento creemos que, probablemente, el
gas proceda, de algún modo, de las estrellas que orbitan el agujero
negro".
El
clímax de este acontecimiento único en el centro de la galaxia está teniendo
lugar en estos momentos y astrónomos de todo el mundo lo están observando muy
de cerca. Esta intensa campaña de observación proporcionará una gran cantidad
de datos, revelando, no solo más sobre esta nube de gas, sino que también
sondeará las regiones cercanas al agujero negro que no habían sido exploradas
antes y ofrecerá más información sobre los efectos extremos de la intensa
gravedad.
Tal y como revela este fenómeno en el
centro de la galaxia, los astrónomos esperan ver que la evolución de la nube
cambie de ser un evento puramente gravitatorio a un fenómeno de hidrodinámica
turbulenta y compleja.
Fuente: ESO1332es 17.julio.2013 /
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