19 Feb Erupciones en Sagitario A*: Un fenómeno inesperado

Un equipo de astrofísicos ha detectado erupciones en Sagitario A*, el agujero negro supermasivo que acecha en el corazón de nuestra galaxia. Este inesperado descubrimiento ha sido posible gracias al Telescopio Espacial James Webb, con el que el equipo obtuvo la imagen de este objeto más detallada hasta la fecha.

El equipo ha descubierto que el disco de gas y polvo en rotación, o disco de acreción, que orbita alrededor de Sagitario A*, emite un flujo constante de erupciones sin periodos de descanso.

Estas erupciones en Sagitario A* se producen en una amplia variedad de escalas temporales, desde intervalos de apenas unos segundos hasta eventos que se extienden durante meses.

Mientras que algunas erupciones son tenues destellos, otras son explosiones deslumbrantes que ocurren a diario. También se han registrado cambios aún más débiles que persisten por periodos prolongados.

Los nuevos hallazgos podrían ayudar a los físicos a comprender mejor la naturaleza fundamental de los agujeros negros, cómo se alimentan de su entorno y la dinámica y evolución de nuestra propia galaxia.

Fuegos artificiales aleatorios

«En nuestros datos, vimos un brillo burbujeante en constante cambio», dice Farhad Yusef-Zadeh, de la Universidad Northwestern en Illinois, quien dirigió el estudio, «y de repente, ¡boom!, apareció una gran explosión de brillo».

«Luego, volvió a calmarse. No pudimos encontrar un patrón en esta actividad, que parece ser aleatoria. Cada vez que la observábamos, la actividad de este agujero negro era nueva y emocionante».

Para realizar el estudio, Yusef-Zadeh y su equipo usaron la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) del Webb para observar Sagitario A* durante un total de 48 horas, en intervalos de 8 a 10 horas a lo largo de un año.

Esto les permitió rastrear cómo cambiaba el agujero negro con el tiempo y capturar en detalle las erupciones en Sagitario A*.

Aunque el equipo esperaba ver erupciones, la actividad de Sagitario A* fue más intensa de lo previsto. Las observaciones revelaron constantes «fuegos artificiales» de diferentes intensidades y duraciones.

El disco de acreción alrededor del agujero negro generó entre cinco y seis grandes erupciones diarias, además de varias pequeñas sub-erupciones entre ellas.

Dos procesos separados en acción

Aunque los astrofísicos aún no comprenden completamente los procesos en juego, Yusef-Zadeh sospecha que dos mecanismos distintos son responsables de las erupciones en Sagitario A*, las más cortas y las más largas.

Yusef sugiere que pequeñas perturbaciones dentro del disco de acreción probablemente generan los destellos más débiles.

Concretamente, las fluctuaciones turbulentas dentro del disco pueden comprimir el plasma, un gas caliente y eléctricamente cargado, y provocar una emisión temporal de radiación, similar a las erupciones solares.

«Es parecido a cómo el campo magnético del Sol se acumula, se comprime y luego libera una erupción solar», explica.

«Por supuesto, los procesos son mucho más espectaculares porque el entorno alrededor de un agujero negro es mucho más energético y extremo. Pero la superficie del Sol también burbujea con actividad».

Yusef-Zadeh atribuye las grandes erupciones brillantes a eventos ocasionales de reconexión magnética, un proceso en el que dos campos magnéticos colisionan y liberan energía en forma de partículas aceleradas.

Estas partículas, que viajan a velocidades cercanas a la de la luz, emiten intensos destellos de radiación. «Un evento de reconexión magnética es como una chispa de electricidad estática, que, en cierto sentido, también es una «reconexión eléctrica», señala.

Visión dual

Gracias a la capacidad de la NIRCam del Webb para observar dos longitudes de onda separadas al mismo tiempo (2.1 y 4.8 micrones en este caso), Yusef-Zadeh y sus colaboradores pudieron comparar cómo cambiaba el brillo de las erupciones en Sagitario A* en cada longitud de onda.

Una vez más, los investigadores se llevaron una sorpresa. Descubrieron que los eventos observados en la longitud de onda más corta cambiaban de brillo ligeramente antes que los de la longitud de onda más larga.

«Es la primera vez que vemos un retraso temporal en mediciones a estas longitudes de onda», dice Yusef-Zadeh.

«Observamos estas longitudes de onda simultáneamente con la NIRCam y notamos que la más larga se retrasa respecto a la más corta por un intervalo muy pequeño, tal vez entre unos pocos segundos y 40 segundos».

Este retraso temporal proporcionó más pistas sobre los procesos físicos que ocurren alrededor del agujero negro.

Una posible explicación es que las partículas pierden energía a lo largo de la erupción, reduciendo su energía más rápidamente en longitudes de onda más cortas que en las más largas.

Estos cambios son normales en partículas que giran alrededor de líneas de campo magnético.

En busca de una observación ininterrumpida

Para explorar más a fondo estas cuestiones, Yusef-Zadeh y su equipo esperan usar el Webb para observar Sagitario A* durante un periodo más prolongado, como 24 horas ininterrumpidas.

Esto ayudaría a reducir el ruido y permitiría a los investigadores ver detalles aún más finos de las erupciones en Sagitario A*.

«Cuando observas eventos de erupción tan débiles, tienes que lidiar con el ruido», explica Yusef-Zadeh.

«Si podemos observar durante 24 horas seguidas, podremos reducir el ruido y detectar características que antes no podíamos ver. Eso sería asombroso. También podremos determinar si estas erupciones se repiten o si son realmente aleatorias».

Fuente: Webb Reveals Rapid-Fire Light Show From Milky Way’s Central Black Hole