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¡Cuidado con la Piraña!

Los agujeros negros en los núcleos de las galaxias jóvenes se comportan como pirañas, alimentándose de la abundante materia que hay a su alrededor. Luego, el alimento se acaba y las pirañas se quedan allí, robustas y hambrientas... esperando.

En las profundidades del corazón de la Vía Láctea se esconde un extraordinario agujero negro. Los astrónomos lo llaman "supermasivo". Este agujero se ha estado alimentando del material del núcleo de nuestra galaxia desde hace tanto tiempo que ya ha acumulado una masa superior a un millón de soles en el interior de su barriga.

¿Cómo sabemos que está allí? Un agujero negro no se puede ver. Se revela cuando una estrella errante o una nube de gas se acerca demasiado a él. La materia que cae al agujero es desgarrada y supercalentada, emitiendo de ese modo destellos de radiación de alta energía justo antes de desaparecer sobre el horizonte de eventos. En ciertas ocasiones, una gigantesca bocanada de rayos X emana del núcleo de la Vía Láctea entonces los astrónomos anotan que el agujero se ha alimentado una vez más.

La materia se arremolina hacia el interior de un agujero negro supermasivo que aumenta de tamaño —concepto artístico.

En la actualidad, estas bocanadas raramente ocurren, pero entre los astrónomos es sabido que el "monstruo escondido" en la Vía Láctea solía ser más activo —espantosamente activo. Paul Martini, de la Universidad Estatal de Ohio (Ohio State University - OSU, en idioma inglés) explica: "Hace miles de millones de años, cuando nuestra galaxia era joven aún, había más 'comida' en el núcleo —mucho más gas y estrellas para que consumiera el agujero negro". Martini cree que pudo haber tenido lugar "un verdadero frenesí por la alimentación", el cual encendió el centro de la Vía Láctea como si fuese un faro que podía verse en la mitad del Universo.

¿Esto podría ser verdad?

Para averiguarlo habría que viajar al pasado —un truco, que aunque usted no lo crea, los astrónomos son capaces de realizar. "Al mirar las galaxias que se encuentran a miles de millones de años luz de distancia, podemos verlas como eran hace miles de millones de años", explica Martini. "Esto nos puede dar pistas sobre cuál era el estado de la Vía Láctea cuando era joven".

En consecuencia, en un esfuerzo dirigido por Jason Eastman, un estudiante del posgrado de astronomía de la OSU, Martini y sus colegas utilizaron datos obtenidos con el Observatorio de Rayos X Chandra, de la NASA, para examinar 12 cúmulos de galaxias localizadas a distancias de 2,4 a 5,7 miles de millones de años luz. Su objetivo: aprender cómo cambian los núcleos de las galaxias a través del tiempo.

Lo que vieron hizo que Eastman recordara el comportamiento de las "pirañas en un acuario muy bien provisto de alimento". Las galaxias más jóvenes tendían a ser muy activas; los agujeros negros supermasivos en sus núcleos consumían materia furiosamente, y producían grandes cantidades de rayos X durante dicho proceso.

Las galaxias más antiguas, por otro lado, estaban relativamente en calma; el frenesí se estaba apaciguando. "No es que los agujeros negros ya no tuvieran hambre", dice Eastman, "sólo que se estaban quedando sin comida". La cantidad de galaxias con núcleos activos (en rayos X) que hallaron en la muestra de galaxias jóvenes analizada fue casi 20 veces mayor que la que encontraron en la muestra de galaxias antiguas.

Una imagen tomada por el Observatorio de Rayos X Chandra que muestra uno de los cúmulos de galaxias que utilizaron Eastman y sus colaboradores para llevar a cabo el estudio.

"Se cree que la comida, o combustible, para un agujero negro central, es principalmente el gas interestelar", añade Martini. " Es probable que, ocasionalmente, una estrella también sea engullida, pero la mayoría de los investigadores están de acuerdo en que las nubes de gas son la fuente principal de combustible".

Por lo tanto, la idea es: Cuando las galaxias son jóvenes, un agujero negro se forma en su centro. ¿Por qué? "Porque ese es el fondo del pozo de energía gravitacional de la galaxia", contesta Martini. "El gas, las estrellas, incluso los agujeros negros más pequeños, se ubican en el centro de la galaxia a través del tiempo". Al principio, el gas es abundante y el agujero negro se alimenta vorazmente, anunciando su existencia en el cosmos por medio de rayos X de alta energía. A medida que transcurre el tiempo, el núcleo tiene menos gas y el proceso de alimentación se va deteniendo. Para cuando la galaxia es tan antigua como la Vía Láctea (10 mil millones de años o más), el agujero negro central ha crecido hasta pesar millones de masas solares, aunque sólo se alimenta ocasionalmente. El pez está hambriento, pero el agua está prácticamente vacía.

Advertencia para las estrellas: ¡Cuidado con la piraña!

Nota: El Centro Marshall para Vuelos Espaciales (Marshall Space Flight Center, en idioma inglés), de la NASA, ubicado en Huntsville, Alabama, dirige el programa Chandra para el Directorio de Ciencias de la agencia. El Observatorio Smithsoniano de Astrofísica (Smithsonian Astrophysical Observatory, en idioma inglés) controla las operaciones científicas y las operaciones de vuelo desde el Centro del Observatorio de Rayos X Chandra (Chandra X-ray Center, en idioma inglés), que se encuentra en Cambridge, Massachusetts. (Si quieres obtener información del proyecto Chandra en español visita este link: Chandra)

Autor: Dr. Tony Phillips
Traducido al español por Carlos Román
Fuente: Ciencia@NASA