Voraz, pero quizás no demasiado, el agujero negro supermasivo Sgr A* en el centro de nuestra galaxia

El descubrimiento de un sistema estelar binario muy joven alrededor del agujero negro Sgr A* revela cómo, a pesar de la voracidad de los agujeros negros supermasivos, el nacimiento y la supervivencia de estrellas en sus proximidades es posible.

galaxia
Región de nuestra Galaxia donde se encuentra el agujero negro supermasivo Sagitario A*. Crédito: ESO/S. Guisard.

“Voraces” o “hambrientos” son dos de los adjetivos que se suelen utilizar para describir una propiedad de los agujeros negros supermasivos, y precisamente para describir la enorme cantidad de material (estrellas, planetas, gas, polvo) que devoran gracias a su extrema atracción gravitatoria.

Sin embargo, observaciones muy recientes, cuyos análisis acaban de publicarse en la revista internacional Nature Communications, parecen decir que estos agujeros negros supermasivos son voraces, sí, ¡pero no demasiado!

De hecho, en el artículo citado el primer autor, Florian Peißker, investigador de la Universidad de Colonia, Alemania, afirma que "los agujeros negros no son tan destructivos como pensábamos". Veamos qué se ha descubierto que es tan interesante como para modificar, o mejor dicho, ayudar a comprender mejor el entorno que rodea a los agujeros negros.

El agujero negro Sagitario A*

En el centro de nuestra galaxia se encuentra un agujero negro supermasivo llamado Sagitario A* (Sgr A*), llamado así porque está situado en la dirección de la constelación de Sagitario.

VLT
De uno de los cuatro telescopios del VLT emerge un rayo láser hacia el centro de la galaxia. El rayo láser forma parte del sistema de óptica adaptativa que permite compensar la degradación de las imágenes astronómicas producida por las turbulencias atmosféricas. Crédito: G. Hüdepohl (atacamaphoto.com)/ESO

Inicialmente, en 1933, se descubrió una intensa emisión de ondas de radio provenientes de este objeto, pero sólo muchos años después se comprendió que se trataba de un agujero negro supermasivo.

El nombre Sgr A* fue acuñado por Brown en un artículo de 1982 porque la fuente de radio era "excitante" y los estados excitados de los átomos se indican con asteriscos.

Aunque se conoce desde hace décadas, tuvimos que esperar hasta 2022 para tener la primera imagen de Sgr A*, obtenida por la Colaboración del Event Horizon Telescope (EHT), utilizando observaciones de una red global de radiotelescopios.

El agujero negro es la etapa final en la evolución de una estrella masiva. Tras la explosión como supernova, el remanente es una estrella de neutrones cuya gravedad es tan alta que impide incluso que la luz salga de su superficie. Por este motivo es un objeto invisible.

Los agujeros negros que permanecen invisibles a las observaciones se denominan "inactivos".

Sin embargo, muchos agujeros negros supermasivos están rodeados por un disco muy brillante de gas y polvo que gira en espiral a su alrededor antes de precipitar materia en la superficie (de ahí que se le llame disco de acreción).

Este segundo tipo de agujero negro se denomina "activo" y es precisamente el brillo extremo del disco lo que permite descubrirlos incluso en galaxias muy lejanas.

¿Qué sucede alrededor del agujero negro Sgr A*?

El entorno que rodea al agujero negro Sgr A* es verdaderamente único, sujeto a fuerzas de atracción gravitatorias muy elevadas que lo hacen extremadamente interesante. Los astrónomos, además de interesarse por el agujero negro, también están estudiando el entorno que lo rodea.

Justo en las proximidades de Sgr A* se descubrió un cúmulo de estrellas llamado "S", en cuyo interior se encuentran objetos de naturaleza aún misteriosa. Entre ellos, los más curiosos son los llamados objetos "G". Éstas se comportan como si fueran estrellas, pero parecen más bien nubes de gas y polvo.

D9
La imagen obtenida con el Very Large Telescope de ESO muestra la posición del agujero negro Sgr A* y la estrella binaria D9 que lo orbita. Crédito: ESO/F. Peißker et al.

Se cree que se trata de sistemas estelares binarios, es decir, pares de estrellas que orbitan una alrededor de la otra, pero que debido a la extrema gravedad producida por el agujero negro se han fusionado en un solo objeto.

Gracias al VLT (Very Large Telescope) de ESO utilizado en modo interferométrico (es decir, combinando la luz proveniente de los 4 telescopios VLT), el equipo de astrónomos descubrió que dentro del cúmulo S hay un objeto, llamado “D9”, que es un joven sistema binario.

El hecho de que esta estrella binaria esté rodeada de polvo y gas sugiere que es muy joven y que se formó precisamente en las proximidades del agujero negro.

Se cree que D9 tiene unos 2,7 millones de años y se predice que en menos de un millón de años las dos estrellas se fusionarán en una sola estrella.

Sgr a*
Imagen del disco de acreción alrededor del agujero negro Sgr A* en el centro de nuestra galaxia. Crédito: Colaboración EHT.

El descubrimiento de D9 es notable en dos aspectos. Nos permite comprender la naturaleza de los misteriosos objetos G, que a estas alturas probablemente deberían ser el resultado de la fusión de estrellas binarias como D9, pero sobre todo muestra cómo en un entorno extremo como el que rodea a un agujero negro supermasivo, el nacimiento de estrellas es posible.

La nueva generación de telescopios, como el Extremely Large Telescope (ELT) y nuevos instrumentos como Gravity+ para el VLT permitirán estudiar con mayor detalle el cúmulo "S" y sus misteriosos objetos "G".

La idea destructiva que teníamos del entorno absolutamente hostil que rodea a los agujeros negros supermasivos tendrá que revisarse de alguna manera. Si la formación de estrellas es posible, en principio tampoco debería descartarse la posibilidad de que allí se formen planetas.

Fuentes y referencias de la noticia

- Peißker, F., Zajaček, M., Labadie, L. et al. A binary system in the S cluster close to the supermassive black hole Sagittarius A*. Nat Commun 15, 10608 (2024).