Un fogonazo en el agujero negro NGC 3783 desató, en horas, vientos a 60.000 kilómetros por hora, un quinto de la velocidad de la luz, capaces de remodelar galaxias
Imagen: un equipo internacional de investigadores utilizó el XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea y el XRISM, una misión dirigida por la JAXA con la participación de la ESA, para descubrir y estudiar una explosión nunca antes vista procedente de un agujero negro supermasivo. El monstruo gravitacional generó poderosos vientos, lanzando material al espacio a velocidades vertiginosas de 60 000 km por segundo. Crédito: Agencia Espacial Europea (ESA)
¿Has oído hablar del viento solar? Es un flujo constante de partículas cargadas (principalmente protones y electrones) que emanan de la corona solar hacia todo el sistema solar, incluyendo la Tierra. Estas partículas viajan a velocidades extremas, creando tormentas geomagnéticas y auroras al interactuar con la Tierra y otros cuerpos celestes.
Ahora piensa que en el núcleo de cada galaxia, incluida la nuestra, hay un agujero negro supermasivo, con la masa de millones de estrellas, y que estos agujeros negros expulsan chorros y vientos capaces de remodelar sus propias galaxias. Los modelos ya sugerían que los campos magnéticos podían acelerar esas corrientes, algo parecido a lo que ocurre en el Sol durante las eyecciones de masa coronal. Faltaba ver el momento en que un destello disparaba de golpe un vendaval. Ahora, por fin, alguien lo ha pillado en el acto.
La foto del viento de un agujero negro
Un equipo internacional observó en NGC 3783, una espiral con un agujero negro de unas 30 millones de masas solares, un estallido de rayos X que surgió y se apagó en cuestión de horas. Cuando el brillo decayó, nació un viento furioso que salió despedido a 60.000 km/s, casi una quinta parte de la velocidad de la luz. “Nunca antes habíamos visto un agujero negro generar vientos a esta velocidad”, afirma Liyi Gu, del Space Research Organisation Netherlands. “Por primera vez, hemos visto cómo una rápida ráfaga de luz de rayos X procedente de un agujero negro desencadena inmediatamente vientos ultrarrápidos, que se forman en tan solo un día”.
Para capturar un fenómeno tan rápido, los astrónomos sincronizaron dos telescopios de rayos X. XMM-Newton, de la Agencia Espacial Europea, siguió la evolución del destello con su monitor óptico y midió el alcance del viento con la cámara EPIC. XRISM, misión liderada por JAXA con participación de ESA y NASA, detectó el estallido con su espectrómetro Resolve, desentrañó la velocidad y la estructura del flujo y ayudó a reconstruir su lanzamiento. El resultado encaja con una imagen magnética: un campo retorcido que se “desenrolla” de repente y expulsa materia sobrecalentada.
Las estrellas que se formaron con el viento
Ese mecanismo recuerda a las eyecciones de masa coronal del Sol, cuando nuestra estrella lanza plasma a gran velocidad. “Los vientos alrededor de este agujero negro parecen haberse creado cuando el campo magnético enredado del AGN se ‘desenredó’ repentinamente, de forma similar a las erupciones solares, pero a una escala casi demasiado grande para imaginarla”, explica Matteo Guainazzi, científico del proyecto XRISM en ESA. En noviembre se vio en el Sol una eyección ligada a un potente destello cuyos vientos iniciales salieron a unos 1.500 km/s. En NGC 3783 el guion se repite, pero con la potencia añadida de un monstruo gravitatorio.
Un AGN, siglas de núcleo galáctico activo, puede frenar o encender el nacimiento de estrellas al barrer gas o comprimirlo. “Los AGN ventosos también desempeñan un papel importante en la evolución de sus galaxias anfitrionas a lo largo del tiempo y en la formación de nuevas estrellas”, recuerda la investigadora de ESA Camille Diez. Ver cómo se encienden esos vientos, y hacerlo con precisión de horas, ayuda a conectar la física de alto energía con la historia a largo plazo de una galaxia.
Primero, un fogonazo de rayos X elevó de golpe la energía cerca del disco de acreción, la región donde el gas orbitante pierde momento angular y cae hacia el agujero negro. Después, el campo magnético reorganizado canalizó y aceleró materia hacia el exterior, creando un flujo ultrarrápido. No hay que confundirlo con los chorros colimados, más estrechos y relativistas. Estos vientos se abren en ángulos amplios y pueden acarrear suficiente impulso como para redistribuir el gas del vecindario.
Un viento que puede formarse en un día, viajar al 20% de la velocidad de la luz y mantener coherencia espectral sugiere un monstruo cósmico en el interior de la galaxia. El instrumento Resolve de XRISM aportó la resolución necesaria para separar líneas atómicas y fijar velocidades, mientras XMM-Newton aportó sensibilidad y tiempo de observación continuado. La combinación permitió seguir el guion físico casi en directo, algo inusual en astrofísica de agujeros negros.
La colaboración entre misiones fue, además, parte del mensaje. “Su descubrimiento es fruto de una colaboración exitosa, algo que constituye una parte fundamental de todas las misiones de la ESA”, señala Erik Kuulkers, científico del proyecto XMM-Newton. Juntar instrumentos con fortalezas distintas abre una ventana a fenómenos transitorios que, hasta ahora, se escapaban por pura rapidez. Aquí, el premio fue ver al titán soplar.
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