Un agujero negro supermasivo crece igual que una estrella bebé
Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto un poderoso viento magnético en rotación que está ayudando a crecer a un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia ESO320-G030. Este tipo de viento arremolinado podría estar implicado tanto en el desarrollo de los agujeros negros como en el nacimiento de estrellas.
Por el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA)
Un viento en espiral ayuda a que el agujero negro supermasivo de la galaxia ESO320-G030 crezca, con la ayuda de campos magnéticos. Crédito: M. D. Gorski / Aaron M. Geller, Northwestern University, CIERA, the Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics.
Los agujeros negros supermasivos plantean preguntas sin respuesta para los astrónomos de todo el mundo, entre ellas, ¿cómo crecen tanto? Ahora, un equipo internacional de astrónomos, incluidos investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Suecia, ha descubierto un poderoso viento magnético giratorio que creen que está ayudando a crecer al agujero negro supermasivo central de una galaxia.
El viento arremolinado, cazado con la ayuda del telescopio ALMA en la cercana galaxia ESO320-G030, sugiere que procesos similares están involucrados tanto en el crecimiento de los agujeros negros como en el nacimiento de estrellas.
La mayoría de las galaxias, incluida nuestra Vía Láctea, tienen un agujero negro supermasivo en su corazón. Cómo crecen estos agujeros negros sigue siendo un misterio para la comunidad astronómica. Un equipo científico optó por estudiar la galaxia relativamente cercana ESO320-G030, ubicada a solo 120 millones de años luz de la Tierra. Esta galaxia es muy activa y forma estrellas diez veces más rápido que la Vía Láctea.
El equipo científico cree que este viento recién descubierto alimenta al agujero negro para ayudarlo a crecer
El equipo midió la luz de las moléculas transportadas por los vientos desde el núcleo de la galaxia, con la esperanza de rastrear su origen en el agujero negro supermasivo. Se utilizó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para estudiar esta luz, procedente de las longitudes de onda de las moléculas de cianuro de hidrógeno (HCN), escondidas dentro de gruesas capas de polvo y gas.
"Dado que esta galaxia es muy luminosa en el infrarrojo, los telescopios pueden resolver detalles sorprendentes en su centro. Queríamos medir la luz de las moléculas transportadas por los vientos desde el núcleo de la galaxia, con la esperanza de rastrear cómo los vientos son lanzados por un agujero negro supermasivo en crecimiento, o que pronto crecerá. Con el uso de ALMA, pudimos estudiar la luz detrás de gruesas capas de polvo y gas", dice Susanne Aalto, profesora de radioastronomía en la Universidad Tecnológica de Chalmers.
ALMA pudo ver detalles y rastrear movimientos en el gas, y descubrió patrones que sugieren la presencia de un viento giratorio magnetizado. Mientras que otros vientos y chorros en el centro de las galaxias empujan el material lejos de su núcleo, el equipo científico cree que este viento recién descubierto alimenta al agujero negro para ayudarlo a crecer.
"Podemos ver cómo los vientos forman una estructura en espiral que se expande desde el centro de la galaxia. Cuando medimos la rotación, la masa y la velocidad del material que fluye hacia el exterior, nos sorprendió descubrir que podíamos descartar muchas explicaciones para la fuerza del viento, como por ejemplo la formación estelar— comenta Susanne Aalto, profesora de Radioastronomía en la Universidad Tecnológica de Chalmers. Y añade—: En cambio, el flujo hacia el exterior puede estar impulsado por la entrada de gas y parece mantenerse unido por campos magnéticos".
El misterio de cómo crecen los agujeros negros supermasivos
Este proceso es similar a un entorno de escala mucho más pequeña en el espacio: los remolinos de gas y polvo que conducen al nacimiento de nuevas estrellas y planetas. “Está bien establecido que las estrellas, en las primeras etapas de su evolución, crecen con la ayuda de vientos giratorios, acelerados por campos magnéticos, como el viento en esta galaxia —dice Mark Gorski, autor principal de esta investigación y miembro del Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica de la Universidad Northwestern, y también afiliado al Departamento de Espacio, Tierra y Medio Ambiente de la Universidad Tecnológica de Chalmers. Y añade—: Nuestras observaciones muestran que los agujeros negros supermasivos y las estrellas diminutas pueden crecer mediante procesos similares, pero en escalas muy diferentes”.
¿Podría ser este descubrimiento una pista para resolver el misterio de cómo crecen los agujeros negros supermasivos? En el futuro, Mark Gorski, Susanne Aalto y sus colegas quieren estudiar otras galaxias que puedan albergar flujos espirales ocultos en sus centros.
"No todas las preguntas sobre este proceso tienen respuesta. En nuestras observaciones vemos pruebas claras de un viento giratorio que ayuda a regular el crecimiento del agujero negro central de la galaxia. Ahora que sabemos qué buscar, el siguiente paso es averiguar hasta qué punto se trata de un fenómeno común. Y si se trata de una etapa por la que pasan todas las galaxias con agujeros negros supermasivos, ¿qué les ocurrirá después?", se pregunta Mark Gorski. ◼️
Información facilitada por ALMA -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
Fuente: M. D. Gorski, S. Aalto et al. A spectacular galactic scale magnetohydrodynamic powered wind in ESO 320-G030. Astronomy and Astrophysics (2024). DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202348821
