Sagitario A*: el agujero negro de la Vía Láctea desata un espectáculo de «fuegos artificiales»
El agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea está más activo que nunca, emitiendo llamaradas impredecibles y sorprendentes. Gracias al telescopio James Webb, los astrónomos han podido asistir a esta exclusiva «fiesta cósmica».
Por Enrique Coperías
Utilizando el telescopio espacial James Webb de la NASA, los astrofísicos de la Universidad Northwestern obtuvieron la visión más larga y detallada hasta ahora del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Descubrieron que el disco de acreción del agujero negro emite un flujo constante de llamaradas sin períodos de descanso. Cortesía: Farhad Yusef-Zadeh/Northwestern University
El agujero negro supermasivo en el corazón de la Vía Láctea parece estar celebrando una fiesta cósmica: su actividad es intensa, impredecible y fascinante.
Gracias a las observaciones del telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA, un equipo de astrofísicos de la Universidad Northwestern, en Estados Unidos, ha obtenido la visión más detallada y prolongada hasta la fecha del misterioso vacío en el centro de nuestra galaxia.
Los científicos han descubierto que el disco de gas y polvo que orbita alrededor del agujero negro supermasivo central, conocido como Sagitario A*, emite llamaradas constantes sin periodos de inactividad. Algunas son débiles y efímeras que apenas duran unos segundos, mientras que otras son intensamente brillantes y ocurren a diario.
Un agujero negro en constante efervescencia
También han detectado destellos más sutiles que persisten durante meses. El nivel de actividad varía drásticamente con el tiempo, y se alterna entre cortos episodios y prolongadas fases de emisión.
Estos hallazgos del estudio, publicados en The Astrophysical Journal Letters, pueden ayudar a los físicos a comprender mejor la naturaleza fundamental de los agujeros negros, su interacción con el entorno y la evolución dinámica de nuestra galaxia.
«Las llamaradas son esperadas en casi todos los agujeros negros supermasivos, pero el nuestro es particularmente único —señala Farhad Yusef-Zadeh, investigador de la Universidad Northwestern y líder del estudio. Y añade en un comunicad de su universidad—: Siempre está en constante efervescencia, sin alcanzar un estado de equilibrio. Lo observamos varias veces entre 2023 y 2024, y en cada ocasión encontramos cambios significativos».
Sagitario A*, monitorizado durante 48 horas
En palabras de este astrónomo, «cada observación reveló algo distinto, lo que es realmente sorprendente. Nada permanecía igual».
Yusef-Zadeh, experto en el centro galáctico, es profesor de Física y Astronomía en el Weinberg College of Arts and Sciences de Northwestern. El equipo internacional de coautores incluye a Howard Bushouse, del Space Telescope Science Institute; a Richard G. Arendt, de la NASA; a Mark Wardle, de la Universidad Macquarie en Australia; a Joseph Michail, de Harvard & Smithsonian; y a Claire Chandler, del Observatorio Radioastronómico Nacional.
Para llevar a cabo el estudio, los investigadores emplearon la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) del James Webb, que permite observar simultáneamente dos colores infrarrojos durante largos periodos. En total, el equipo monitorizó a Sagitario A* durante 48 horas en intervalos de ocho a diez horas distribuidos a lo largo de un año.
Este enfoque permitió rastrear cómo el agujero negro cambiaba con el tiempo.
Una vista del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea Sagitario A*, en luz polarizada. Crédito: EHT Collaboration
De sorpresa en sorpresa
«Nuestros datos mostraron un brillo fluctuante y dinámico" —explica Yusef-Zadeh. Y añade—: Y de repente, ¡boom!, una explosión de luz apareció de la nada. Luego, la intensidad se redujo nuevamente. No encontramos ningún patrón en este comportamiento. La actividad parecía completamente aleatoria. Cada observación nos ofrecía una nueva sorpresa».
Si bien se esperaban llamaradas, la intensidad de la actividad de Sagitario A* superó las expectativas. En términos simples, el agujero negro estaba produciendo un espectáculo de fuegos artificiales cósmicos con destellos de diversas intensidades y duraciones. El disco de acreción —un anillo de gas y polvo que gira alrededor de un agujero negro— generó entre cinco y seis grandes llamaradas diarias, además de numerosas subllamaradas intermedias.
Aunque aún no se comprenden completamente los mecanismos detrás de estos fenómenos, Yusef-Zadeh sugiere que existen al menos dos procesos distintos responsables de las erupciones cortas y las más prolongadas. Si imaginamos el disco de acreción como un río, los destellos breves serían pequeñas ondas en la superficie, mientras que los más largos y brillantes equivaldrían a maremotos generados por eventos más significativos.
El Sol, como ejemplo
Según el investigador, las pequeñas perturbaciones en el disco de acreción pueden estar detrás de los destellos débiles. Específicamente, las fluctuaciones turbulentas en el disco pueden comprimir el plasma, un gas caliente cargado eléctricamente, provocando explosiones temporales de radiación. Yusef-Zadeh compara este fenómeno con una erupción solar.
«Es similar a cómo el campo magnético del Sol se acumula, se comprime y luego provoca una erupción —comenta Yusef-Zadeh. Y continúa—: Por supuesto, en el entorno de un agujero negro, estos procesos son mucho más extremos y energéticos. Pero, al igual que la superficie del Sol, este disco también burbujea con actividad constante».
Las llamaradas más brillantes y prolongadas, en cambio, parecen originarse en eventos de reconexión magnética, un proceso en el que dos campos magnéticos chocan y liberan energía en forma de partículas aceleradas. Estas partículas, al viajar a velocidades cercanas a la luz, generan ráfagas brillantes de radiación.
Ver en color en lugar de en blanco y negro
«Un evento de reconexión magnética es como una chispa de electricidad estática, que en cierto modo también es una reconexión eléctrica», señala Yusef-Zadeh.
Gracias a la capacidad de la NIRCam para captar imágenes en dos longitudes de onda infrarroja (2,1 y 4,8 micras) simultáneamente, los investigadores pudieron analizar cómo variaba el brillo de las erupciones en cada una de ellas. Yusef-Zadeh compara esta observación con «ver en color en lugar de en blanco y negro». Observar Sagitario A* en múltiples longitudes de onda permitió obtener una imagen más detallada de su comportamiento.
Una sorpresa inesperada surgió de estos datos: las variaciones de brillo en la longitud de onda más corta se producían antes que en la más larga.
«Es la primera vez que detectamos un retraso temporal entre estas longitudes de onda —señala Yusef-Zadeh—. Al analizar ambas simultáneamente con la NIRCam, descubrimos que la longitud de onda más larga se retrasaba apenas unos segundos, hasta un máximo de cuarenta segundos».
Esta ilustración muestra las órbitas de estrellas muy cerca de Sagitario A*, un agujero negro supermasivo en el corazón de la Vía Láctea. Crédito: ESO / L. Calçada / Spaceengine.org
Este desfase temporal proporciona pistas sobre los procesos físicos que ocurren alrededor del agujero negro. Una posible explicación es que las partículas pierden energía a medida que la llamarada evoluciona, y lo hacen más rápidamente en longitudes de onda más cortas. Este comportamiento es característico de partículas que giran en espiral alrededor de líneas de campo magnético.
Para profundizar en estas observaciones, Yusef-Zadeh espera utilizar el James Webb para realizar un monitoreo continuo de Sagitario A* durante un periodo aún más prolongado. Recientemente, presentó una propuesta para observarlo durante veinticuatro horas ininterrumpidas. Este tiempo adicional permitirá reducir el ruido y obtener datos aún más precisos.
«Cuando se estudian llamaradas tan débiles, hay que lidiar con el ruido de fondo —dice Yusef-Zadeh. Y concluye—: Si logramos observar durante veinticuatro horas seguidas, podremos minimizar ese ruido y detectar detalles que antes eran invisibles. Sería un avance enorme. También nos permitiría determinar si estas llamaradas presentan algún tipo de periodicidad o si, efectivamente, son completamente aleatorias». ▪️
Información facilitada por la Universidad Northwestern
Fuente: Farhad Yusef-Zadeh et al. Non-stop Variability of Sgr A* using JWST at 2.1 and 4.8 micron Wavelengths: Evidence for Distinct Populations of Faint and Bright Variable Emission. arXiv (2025). DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2501.04096
