Nueva foto histórica de un agujero negro: así emite la galaxia Centaurus A su gigantesco chorro de energía

El Event Horizon Telescope está formado por ocho grandes telescopios repartidos por todo el mundo, unidos para crear un "telescopio virtual" del tamaño de la Tierra. La colaboración EHT está formada por 13 instituciones diferentes e involucra a más de 300 investigadores de los cinco continentes.

"Ahora -dice Jansen-, hemos ido un poco más lejos, a una galaxia diferente y en la que la sombra del agujero negro en sí no es visible, solo el chorro que emite. Y hemos conseguido imágenes en una resolución mu alta. "Normalmente, estos enormes chorros de gas se ven en escalas mucho más grandes, pero ahora estamos realmente mirando hacia el centro mismo de la fuente".

En las longitudes de onda de radio, Centaurus A destaca como uno de los objetos más grandes y brillantes del cielo nocturno. Tras ser identificada en 1949 como una de las primeras fuentes de radio extragalácticas conocidas, Centaurus A ha sido estudiada extensamente en todo el espectro electromagnético por una variedad de observatorios de radio, infrarrojos, ópticos, rayos X y rayos gamma. En el centro de la galaxia hay un agujero negro con con una masa de 55 millones de soles, justo entre las escalas de masa del agujero negro Messier 87 (seis mil quinientos millones de soles) y el que está en el centro de nuestra propia galaxia (Sagitario A*, unos cuatro millones de soles).

"En M87 -recuerda Janssen- pudimos ver la sombra del agujero negro solo porque es cien veces más masivo que el de Centaurus, donde no podemos ver esa sombra. Debido a su tamaño, nuestros instrumentos no pueden distinguir el agujero negro en sí. Lograrlo es un auténtico desafío técnico y científico. Lo que sí que hemos visto es cómo lanza su chorro de gas".

En su artículo, Janssen y sus colaboradores analizan los datos de las observaciones del EHT de 2017 con el fin de obtener un nuevo set de imágenes de Centurus A con un detalle y una resolución sin precedentes. "Esto nos ha permitido -indica el investigador- ver y estudiar por primera vez un chorro de radio extragaláctico en escalas más pequeñas que la distancia que recorre la luz en un día. Vemos de cerca y primer plano cómo está naciendo un chorro monstruosamente gigantesco lanzado por un agujero negro supermasivo".

Los datos utilizados, pues, fueron obtenidos durante la misma campaña de observción que hizo posible la famosa imajen del agujero negro de M87. Los nuevos resultdos muestran, por tanto, que el Event Horizon Telescope es capaz de proporcionar un auténtico tesoro en forma de datos sobre la rica variedad de agujeros negros que existen.

En comparación con todas las imágenes de observaciones anteriores, las nuevas fotos del "jet" lanzado por Centaurus A muestran una frecuencia diez veces mayor y una resolución dieciséis veces superior. Gracias al poder del EHT, los científicos han podido ahora vincular las grandes escalas de la fuente, (16 veces el diámetro angular de la Luna en el cielo), con su origen cerca del agujero negro en una región de tan solo el ancho de la sombra de una manzana proyerctada sobre la Luna desde arriba. O lo que es igual, con un factor de aumento de mil millones.

Los agujeros negros supermasivos que residen en el centro de galaxias como Centaurus A se alimentan de gas y polvo que atraen gracias a su enorme fuerza gravitatoria. Este proceso libera cantidades masivas de energía y hace que la galaxia se vuelva "activa". Sin embargo, una buena parte de la materia que se encuentra cerca del borde del agujero negro no llega a caer en él. De hecho, algunas de las partículas circundantes escapan momentos antes de ser capturadas y son expulsadas al espacio: así nacen los chorros, una de las características más misteriosas y enérgéticas de las galaxias.

Para entender la naturaleza de estas gigantescas emisiones, los astrónomos se han basado hasta ahora en diferentes modelos de cómo se comporta la materia cerca del agujero negro. Pero todavía no saben exactamente cómo se "disparan" esos chorros desde la región central de las galaxias y cómo pueden llegar a extenderse a escalas que son mayores que las de sus galaxias anfitrionas sin llegar a dispersarse. El EHT tiene como objetivo resolver este misterio.

La nueva imagen de Centaurus A muestra que su chorro es más brillante en los bordes que en el centro. Este fenómeno se conoce por otros chorros, pero nunca antes se había visto de forma tan detallada. "El problema -afirma Janssen- es que tenemos varias ideas al respecto, pero aún no sabemos cuál es la correcta, podría incluso ser un efecto óptico. El chorro tiene una especie de espina interna que se mueve a alta velocidad y que está rodeada como por una vaina. También podría ser que el chorro entero esté girando, lo que causaría el brillo en los bordes. En este momento, creemos que la explicación mas probable es la presencia de un campo magnético helicoidal girando alrededor del chorro".

Las nuevas observaciones, además, han permitido identificar la ubicación probable del agujero negro de Centaurus A, el punto del que el potente chorro surge. Con base en esta ubicación, los investigadores predicen que las observaciones futuras a una longitud de onda aún más corta y una resolución más alta podrían llegar a fotografiar directamente el agujero negro central de la galaxia.

La nueva imagen tiene una resolución 16 veces superior a las obtenidas hasta ahora de esa galaxia, y permite deducir la ubicación exacta del agujero negro supermasivo en su centro