En lo que respecta a los agujeros negros supermasivos, el que está en el centro de la Vía Láctea es relativamente tranquilo.
Pero, incluso en su supuesto estado de reposo, Sagitario A* es propenso a regoldar o romperse ocasionalmente, y ahora, utilizando JWST, los astrónomos han registrado que hace poco que nunca antiguamente habíamos pasado.
El 6 de abril de 2024, el agujero infausto dejó escapar una arrebato observada en longitudes de onda del infrarrojo medio, seguida de una arrebato de radiodifusión equivalente.
Aunque Sgr A* eructa ocasionalmente llamaradas, esta es la primera vez que las capturamos en el infrarrojo medio, una de las piezas que faltan en el rompecabezas del comportamiento del agujero infausto, según un equipo dirigido por el astrónomo Sebastiano von Fellenberg de el Instituto Max Planck de Radioastronomía en Alemania.
“La arrebato de Sgr A* evoluciona y cambia rápidamente, en cuestión de horas, y no todos estos cambios pueden hallarse en todas las longitudes de onda”, dice el astrofísico Joseph Michail del Observatorio Astrofísico Smithsonian.
“Durante más de 20 primaveras, hemos sabido lo que sucede en los rangos de radiodifusión y del infrarrojo cercano (NIR), pero la conexión entre ellos nunca fue 100 por ciento clara. Esta nueva observación en el infrarrojo medio llena ese infructifero”.
Los agujeros negros supermasivos son un componente crucial para el ordenamiento del Universo tal como lo conocemos, los núcleos rodeando de los cuales se agrupan y giran las galaxias. Tienen entre millones y miles de millones de veces la masa del Sol y exhiben una variedad de niveles de actividad, desde vorazmente desenfrenados mientras devoran materia a un ritmo tremendo, hasta tranquilos y quietos.
Sgr A*, en el corazón de la Vía Láctea y con 4,3 millones de masas solares, es el agujero infausto supermasivo más cercano al que tenemos paso. Igualmente se encuentra en el extremo inactivo de la escalera de actividad, lo que significa que tenemos un asiento de primera fila para observar el comportamiento de los agujeros negros a pequeña escalera que sería demasiado débil para verlo si tuviera emplazamiento en otra galaxia.
Los astrónomos han estado observando de cerca el centro desorbitado durante décadas en un rango de longitudes de onda para registrar sus extraños parpadeos y eructos y estudiar más sobre la actividad y la dinámica del entorno gravitacionalmente más extremo de la Vía Láctea.
La presencia de Sgr A* crea una región salvaje y turbulenta del espacio, con un enorme toro de polvo agitándose rodeando del agujero infausto supermasivo. Los astrónomos no saben qué causa las llamaradas en la región, pero las simulaciones sugieren que es una interacción entre líneas de campo sugestivo en el disco de material que orbita más de cerca el agujero infausto.
Cuando dos líneas de campo se acercan lo suficiente, sugieren las simulaciones, pueden unirse de una modo que libera una enorme cantidad de energía que podemos ver como radiodifusión de sincrotrón: la radiación emitida por electrones que se aceleran a lo espléndido de las líneas del campo sugestivo.
Pero no podíamos estar seguros porque no teníamos observaciones en el infrarrojo medio de una de estas llamaradas.
“Porque el infrarrojo medio se encuentra entre el submilimétrico [far-infrared to microwave] y el infrarrojo cercano, mantenía secretos sobre el papel de los electrones, que tienen que enfriarse para liberar energía para impulsar las llamaradas”, explica Michail.
“Nuestras nuevas observaciones son consistentes con los modelos y simulaciones existentes, lo que nos brinda una evidencia más sólida para respaldar la teoría de lo que hay detrás de las llamaradas”.
Las observaciones se recopilaron utilizando el útil de infrarrojo medio (MIRI) de JWST; el Submillimeter Array operado conjuntamente por el Observatorio Astrofísico Smithsonian y la Corporación Sínica; el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA; y el Telescopio Espectroscópico Nuclear de la NASA, un observatorio de rayos gamma instalado en la Etapa Espacial Internacional.
Cuando el JWST detectó una arrebato que duró unos 40 minutos, recurrieron a los otros instrumentos para ver qué podían suceder recogido. No hubo detecciones en los regímenes de rayos X y gamma, probablemente porque la apresuramiento de los electrones no era lo suficientemente incorporación, pero el Submillimeter Array captó una arrebato de ondas de radiodifusión retrasadas unos 10 minutos con respecto al infrarrojo medio.
Estos resultados, dicen los investigadores, son consistentes con la radiación de sincrotrón de una sola población de electrones enfriados que se aceleran a través de la reconexión magnética, la turbulencia magnética o una combinación de ambas. Sin secuestro, todavía hay muchas cosas que no sabemos, lo que significa que aún queda trabajo por hacer.
“Si aceptablemente nuestras observaciones sugieren que la radiodifusión de infrarrojo medio de Sgr A* en verdad es el resultado de la radiodifusión sincrotrón de electrones enfriados, hay más que entender sobre la reconexión magnética y la turbulencia en el disco de acreción de Sgr A*”, dice von Fellenberg.
“Esta primera detección de infrarrojo medio, y la variabilidad observada con el Submillimeter Array, no sólo ha llenado un infructifero en nuestra comprensión de lo que ha causado la arrebato en Sgr A*, sino que incluso ha rajado una nueva ruta de investigación importante”.
La investigación fue presentada en la 245ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense. Igualmente ha sido aceptado en Las cartas del diario astrofísicoy está apto en el servidor de preimpresión arXiv.