Un equipo internacional de científicos ha captado en tiempo real el nacimiento de chorros de plasma lanzados por un agujero negro supermasivo. El fenómeno, que desafía los modelos actuales, ha ocurrido en una galaxia a 270 millones de años luz y revela secretos sobre la evolución de las galaxias.
La astronomía está de enhorabuena. Una coalición de expertos de todo el mundo, liderada por Eileen Meyer, profesora de Física en la Universidad de Maryland, Condado de Baltimore (UMBC), acaba de documentar un fenómeno astronómico que nunca antes había sido observado en tiempo real.
El objeto central de estudio, que ha sido publicado en la revista Astrophysical Journal Letters, no es otro que la galaxia 1ES 1927+654, que se halla a 270 millones de años luz de la Tierra, en la constelación de Draco. Durante años, los científicos etiquetaron esta galaxia como un núcleo galáctico activo (AGN), esto es, el corazón extremadamente brillante de una galaxia donde reside un agujero negro supermasivo que acumulaba material lentamente.
Sin embargo, en 2018, el agujero negro de 1ES 1927+654 experimentó un aumento súbito y masivo en su actividad, y multiplico su brillo en luz visible más de cien veces en pocos meses, un fenómeno que se pensaba tomaría miles o millones de años. Este cambio inesperado llamó la atención de los astrónomos, que decidieron llevar a cabo un seguimiento exhaustivo de la galaxia.
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De siesta en siesta
En 2020, la actividad del agujero negro disminuyó para sorpresa de todos, pero tres años después se reactivó de manera espectacular. Durante este periodo, el agujero negro comenzó a emitir ondas de radio a intensidades sesenta veces mayores que las observadas previamente, un comportamiento nunca antes documentado en tiempo real para un agujero negro supermasivo.
Usando una técnica radioastronómica conocida como interferometría de línea de base muy larga (VLBI), el equipo de investigadores logró obtener imágenes de alta resolución que muestran la formación de chorros de plasma cerca del agujero negro.
Estos escupitajos cósmicos se expandieron hacia el exterior durante los años 2023 y 2024, lo que ha permitido observar por primera vez en tiempo real la generación de jets en un agujero negro.
El chorro viaja a entre el 20% y el 30% de la velocidad de la luz
«Los chorros de plasma pueden alcanzar escalas enormes, mucho más allá de la galaxia anfitriona, y afectan a procesos como la formación de estrellas—explica Meyer en un comunicado de la UMBC al que ha tenido acceso Rísbel. Y añade—: Entender cómo funcionan estos chorros es crucial para comprender la evolución de las galaxias y del universo en general».
Los núcleo galáctico activo conocidos por los expertos como de aspecto cambiante se corresponden con agujeros negros que muestran variaciones significativas en sus emisiones a lo largo del tiempo. Hasta ahora, estas alteraciones se habían documentado en observaciones separadas por años o décadas, pero el nuevo estudio ofrece un análisis detallado en vivo y en directo.
«Por primera vez, tenemos observaciones muy detalladas de un radiochorro activándose en tiempo real», señala Meyer. Los datos muestran que el chorro se desplaza a una velocidad de entre el 20% y el 30% de la velocidad de la luz. Esto confirma que es la causa directa de las emisiones de radio detectadas.
Cómo los agujeros negros «se comunican» con su galaxia anfitriona
Sibasish Laha, investigador asociado de la UMBC y coautor del estudio, está especializado en el análisis en rayos X de los AGN. En 2020, se puso en contacto con Meyer para colaborar en el estudio de 1ES 1927+654 y otras galaxias similares.
«Este estudio nos brinda una oportunidad única para entender cómo los agujeros negros supermasivos se comunican con sus galaxias anfitrionas», asegura Laha.
La naturaleza impredecible de estos fenómenos subraya la importancia de la denominada astronomía de dominio temporal, un enfoque que requiere respuestas rápidas ante eventos inesperados, como explosiones de supernovas, erupciones en agujeros negros o variaciones en estrellas.
Cada hora cuenta en la observación del firmamento
«Cuando algo ocurre, debes actuar de inmediato, incluso si es medianoche. Cada hora cuenta»
Eileen Meyer, profesora de Física en la Universidad de Maryland, Condado de Baltimore (UMBC).
En su caso, este esfuerzo incluyó observaciones no programadas en telescopios de todo el mundo, un logro notable dado que normalmente se requiere una planificación con meses o años de antelación para mirar a través de ellos.
«Este hallazgo desafía los modelos existentes de actividad de los núcleos galácticos acticos, y destaca el papel único de los AGN de aspecto cambiante para entender los motores centrales de las galaxias activas», comenta el becario postdoctoral Onic Shuvo, que jugó un papel destacado en el análisis de datos en tiempo real y la coordinación de nuevas observaciones.
Los datos sugieren que el chorro de 2018 podría haberse originado por un evento de disrupción de marea, donde un objeto como una estrella o nube de gas se acerca demasiado al agujero negro.
Misterios sin resolver
Aunque este tipo de eventos son raros en galaxias activas, podrían ser responsables del nacimiento de estructuras compactas y efímeras como los objetos simétricos compactos (CSO). Estos son estructuras pequeñas y de vida corta formadas por chorros de plasma que se originan cerca de los agujeros negros supermasivos.
A diferencia de los chorros más grandes y duraderos, los CSO se extienden solo unos pocos años luz y representan etapas tempranas de actividad en núcleos galácticos activos. Meyer cree que los CSO podrían ser el resultado de un único evento disruptivo que alimenta un chorro durante aproximadamente mil años.
A pesar de décadas de investigación, los astrónomos aún no comprenden completamente por qué solo algunos agujeros negros generan chorros. Tampoco saben muy bien cómo se forman.
«Hasta hace poco, no podíamos observar directamente las regiones internas de los discos de acreción —unas estructuras formadas por gas, polvo y otros materiales que giran en espiral alrededor un objeto masivo— para entender cómo interactúan con el agujero negro», señala Meyer.
El equipo planea trabajar con físicos teóricos para refinar los modelos existentes a la luz de estos nuevos datos. «Aunque hay muchas preguntas abiertas, ahora contamos con una gran cantidad de datos para avanzar en nuestra comprensión. Seguiremos observando esta fuente, y las sorpresas continuarán», concluye Meyer.
