Agujero negro sopla burbuja gigante

Combinando observaciones realizadas con el Very Large Telescope de ESO y el Telescopio de rayos X Chandra de NASA, los astrónomos han descubierto el más poderoso par de chorros nunca antes visto saliendo desde un agujero negro estelar. Este objeto, también conocido como un micro quasar, sopla una enorme burbuja de gas caliente de mil años-luz de extensión. Se trata de un micro quasar el doble de grande y decenas de veces más poderoso que otros objetos del mismo tipo conocidos hasta ahora. El descubrimiento fue reportado esta semana en la revista Nature.

“Hemos quedado asombrados por cuánta energía es inyectada en el gas por el agujero negro”, dice el autor jefe Manfred Pakull.

Un agujero negro estelar. Crédito: ESO/L. Calçada (clic para ampliar)

“Este agujero negro tiene sólo unas pocas masas solares, pero es una versión en miniatura de los más poderosos quásares y radio galaxias, que contienen agujeros negros con masas de unas millones de veces la del Sol”.

Los agujeros negros son conocidos por liberar una cantidad extraordinaria de energía cuando engullen materia. Se creía que la mayor parte de la energía era emitida en forma de radiación, predominantemente rayos X. Sin embargo, los nuevos descubrimientos muestran que algunos agujeros negros pueden liberar la misma cantidad de energía, y quizás aún más, en forma de chorros colimados de partículas de alta velocidad. Los rápidos chorros chocan con el gas interestelar que los rodea, calentándolo y forzándolo a expandirse. La burbuja que se infla contiene una mezcla de gas caliente y partículas ultra rápidas a diferentes temperaturas. Las observaciones realizadas en varias bandas de energía (óptica, radio, rayos X) ayudan a los astrónomos a calcular la velocidad total a la que el agujero negro está calentando sus alrededores.

Los astrónomos pudieron observar los sitios donde los chorros chocan con el gas interestelar ubicado alrededor del agujero negro y revelar que la burbuja de gas caliente está inflándose a una velocidad de casi un millón de kilómetros por hora.

“La longitud de estos chorros en NGC 7793 es increíble, comparado con el tamaño del agujero negro del cual provienen”, dice el coautor Robert Soria [1]. “Si el agujero negro se hubiese reducido al tamaño de una pelota de fútbol, cada chorro se extendería desde la Tierra hasta más allá de la órbita de Plutón”.

Esta investigación ayudará a los astrónomos a comprender las similitudes entre los agujeros negros pequeños formados a partir de explosiones estelares y los agujeros negros súper masivos ubicados en los centros de las galaxias. Este tipo de chorros muy poderosos han sido observados en agujeros negros súper masivos, pero se pensaba que eran menos frecuentes en la variedad menor de micro quásares. El nuevo descubrimiento sugiere que muchos de éstos pueden simplemente haber pasado desapercibidos hasta ahora.

El agujero negro que sopla el gas está ubicado a 12 millones de años-luz de distancia, en los alrededores de la galaxia espiral NGC 7793 (ver imagen de ESO). A partir del tamaño y expansión de la burbuja, los astrónomos han descubierto que la actividad de los chorros debe haber sido continua por al menos 200.000 años.

Nota
[1] Los astrónomos aún no posee ningún medio para medir el tamaño del agujero negro. El menor agujero negro estelar que se haya descubierto hasta ahora posee un radio de unos 15 kilómetros. Un agujero negro estelar promedio -de unas 10 masas solares- posee un radio de cerca de 30 kilómetros, mientras que un agujero negro estelar “grande” tendría un radio de hasta 300 kilómetros. Esto es aún mucho menor que los chorros, que se extienden hasta varios cientos de años-luz para cada lado del agujero negro, lo que equivale a ¡varios miles de millones de millones de kilómetros!

Información adicional
Este resultado aparecerá en un articulo que será publicado en la edición de esta semana de la revista Nature (“A 300 parsec long jet-inflated bubble around a powerful microquasar in the galaxy NGC 7793”, de Manfred W. Pakull, Roberto Soria y Christian Motch).

Comunicado de prensa publicado en el portal de la ESO (European Southern Observatory)