La NASA reveló imágenes inéditas del núcleo de la galaxia

El descubrimiento fue posible gracias a un nuevo telescopio espacial de mayor alcance. Según afirman, el centro está controlado por un agujero negro supermasivo

Revelan imágenes inéditas del núcleo de la galaxia.

Revelan imágenes inéditas del núcleo de la galaxia.

I. Heywood / SARAO

Las observaciones más recientes realizadas por el Telescopio Espacial James Webb modificaron de manera sustancial el entendimiento del núcleo de la galaxia Circinus, situada a unos 13 millones de años luz de la Tierra. Por primera vez, los datos permitieron determinar con precisión cuál es el origen dominante de la radiación infrarroja en una galaxia activa de este tipo.

El centro de Circinus está controlado por un agujero negro supermasivo, cuya actividad condiciona la evolución de toda la galaxia.

A partir de las nuevas imágenes, los investigadores identificaron que la mayor parte de la emisión infrarroja no proviene de flujos de salida de materia, como se sostenía desde hace décadas, sino del polvo caliente ubicado en las inmediaciones del agujero negro, que forma parte del material que lo alimenta.

Según la información difundida por la NASA, este avance consolida al Webb como una herramienta clave para estudiar en detalle otros núcleos galácticos activos del universo cercano.

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El centro de la galaxia está controlado por un agujero negro supermasivo.

El centro de la galaxia está controlado por un agujero negro supermasivo.

Un cambio de paradigma en los estudios

El trabajo, publicado en la revista Nature Communications, revisó supuestos teóricos que se mantuvieron vigentes durante más de treinta años.

Hasta ahora, la interpretación dominante indicaba que la mayor parte de la energía detectada alrededor del núcleo de Circinus se originaba en flujos de salida: corrientes de gas extremadamente caliente expulsadas hacia el exterior de la galaxia.

Las nuevas mediciones mostraron un escenario distinto. El 87 % de las emisiones infrarrojas del polvo caliente se concentraron en las regiones más cercanas al agujero negro.

Menos del 1 % se asoció a flujos externos, mientras que el 12 % restante se generó en zonas más alejadas del núcleo.

El hallazgo resolvió un interrogante planteado desde la década de 1990, cuando los astrónomos detectaron un exceso de radiación infrarroja imposible de explicar con los modelos disponibles.

El autor principal del estudio, Enrique López-Rodríguez, de la Universidad de Carolina del Sur, lo explicó así: “Desde los años 90, no ha sido posible explicar el exceso de emisiones infrarrojas que provienen del polvo caliente en los núcleos de las galaxias activas, lo que significa que los modelos solo tienen en cuenta el toro o los flujos de salida, pero no pueden explicar ese exceso”.

Los obstáculos históricos para observar el centro de la galaxia

Analizar el corazón de Circinus siempre presentó enormes dificultades. La intensa luminosidad del polvo y del gas, sumada al brillo de las estrellas cercanas, saturaba los instrumentos terrestres e impedía distinguir estructuras clave.

Uno de los mayores desafíos fue resolver la densidad del toro, el anillo de gas y polvo que rodea al agujero negro y que alimenta el disco de acreción, una región extremadamente brillante y compleja.

Ante esas limitaciones, los modelos anteriores se basaron en integrar la intensidad total de la región central en múltiples longitudes de onda, sin poder identificar con claridad la fuente exacta de la radiación.

“Tuvieron que obtener la intensidad total de la región interior de la galaxia en un amplio rango de longitudes de onda y luego alimentar esos datos a los modelos”, señaló López-Rodríguez.

Galaxia
El descubrimiento fue posible gracias a la tecnología del telescopio.

El descubrimiento fue posible gracias a la tecnología del telescopio.

El salto definitivo fue posible gracias al uso del Interferómetro de Enmascaramiento de Apertura del instrumento NIRISS del Webb. Esta tecnología permitió bloquear el resplandor estelar y aislar las emisiones infrarrojas del polvo cercano al agujero negro, separándolas de las generadas por los flujos de salida.

La interferometría hace posible que varios puntos de la óptica funcionen como un solo telescopio virtual, aumentando notablemente la resolución. En el Webb, una máscara con siete pequeños orificios hexagonales transforma el telescopio en un conjunto de colectores de luz que producen patrones de interferencia analizables en detalle.

“Estos agujeros en la máscara se transforman en pequeños colectores de luz que guían la luz hacia el detector de la cámara y crean un patrón de interferencia”, explicó Joel Sánchez-Bermúdez, coautor del estudio e investigador de la Universidad Nacional Autónoma de México.

Las imágenes reveladas

El equipo validó los datos comparándolos con observaciones previas de otros telescopios, lo que permitió obtener la primera observación extragaláctica con un interferómetro infrarrojo en el espacio. Para Julien Girard, científico del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial, “es la primera vez que se utiliza un modo de alto contraste del telescopio Webb para observar una fuente extragaláctica”.

Sánchez-Bermúdez detalló el alcance del avance: “Al usar un modo de imagen avanzado de la cámara, podemos duplicar su resolución en una zona más pequeña del cielo. Esto nos permite ver imágenes el doble de nítidas. En lugar del diámetro de 6,5 metros del Webb, es como si estuviéramos observando esta región con un telescopio espacial de 13 metros”.

Los investigadores advirtieron que el comportamiento observado en Circinus podría no ser universal. En galaxias con discos de acreción más luminosos, la energía podría estar dominada por los flujos de salida y no por el toro de polvo.

López-Rodríguez lo resumió así: “El brillo intrínseco del disco de acreción de Circinus es muy moderado. Por lo tanto, tiene sentido que las emisiones estén dominadas por el toro. Pero quizás, en el caso de agujeros negros más brillantes, las emisiones estén dominadas por el flujo de salida”.

Galaxia núcleo
Concepción artística de los expertos que representa el motor central de la galaxia Circinus.

Concepción artística de los expertos que representa el motor central de la galaxia Circinus.

El objetivo ahora es ampliar la muestra. “Necesitamos una muestra estadística de agujeros negros, quizás una docena o dos docenas, para entender cómo la masa en sus discos de acreción y sus flujos de salida se relacionan con su energía”, afirmó el investigador.

Un nuevo camino para estudiar el universo

Las imágenes obtenidas, complementadas con datos del Telescopio Espacial Hubble, constituyeron la visión más detallada lograda hasta ahora del entorno inmediato de un agujero negro supermasivo.

El equipo considera que esta metodología podrá aplicarse a miles de galaxias activas y abrir una nueva etapa en el estudio de estructuras polvorientas y extremadamente brillantes.

Girard concluyó: “Esperamos que nuestro trabajo inspire a otros astrónomos a utilizar el modo Interferómetro de Enmascaramiento de Apertura para estudiar estructuras polvorientas débiles, pero relativamente pequeñas, en la proximidad de cualquier objeto brillante”.

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