Investigadores han descubierto nubes de gas frío incrustadas en las profundidades de nubes de gas sobrecalentado más grandes (o burbujas de Fermi) en el centro de la Vía Láctea. El hallazgo desafía los modelos actuales de formación de las burbujas de Fermi y revela que son mucho más jóvenes de lo estimado previamente.
«Las burbujas de Fermi son enormes estructuras de gas caliente que se extienden por encima y por debajo del disco de la Vía Láctea, alcanzando unos 25.000 años luz en cada dirección desde el centro de la galaxia, abarcando una altura total de 50.000 años luz», afirma Rongmon Bordoloi, profesor asociado de física en la Universidad Estatal de Carolina del Norte y autor correspondiente de la investigación publicada en The Astrophysical Journal Letters.
«Las burbujas de Fermi son un descubrimiento relativamente reciente; fueron identificadas por primera vez en 2010 con telescopios que detectan rayos gamma. Existen diferentes teorías sobre cómo ocurrió, pero sabemos que fue un evento extremadamente repentino y violento, como una erupción volcánica, pero a gran escala».
Bordoloi y el equipo de investigación utilizaron el Telescopio Green Bank de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF GBT) para observar las burbujas de Fermi y obtener datos de alta resolución sobre la composición del gas en su interior y su velocidad de movimiento. Estas mediciones fueron dos veces más sensibles que los estudios previos con radiotelescopios de las burbujas de Fermi y les permitieron observar con mayor precisión su interior.
La mayor parte del gas dentro de las burbujas de Fermi tiene una temperatura de aproximadamente 1 millón de grados Kelvin. Sin embargo, el equipo de investigación también descubrió algo sorprendente: densas nubes de gas hidrógeno neutro, cada una con una masa de varios miles de masas solares, dispersas dentro de las burbujas a 12 000 años luz sobre el centro de la Vía Láctea.
«Estas nubes de hidrógeno neutro son frías en comparación con el resto de la burbuja de Fermi», afirma Andrew Fox, astrónomo de ESA-AURA en el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial y coautor del artículo.
«Tienen una temperatura de alrededor de 10 000 grados Kelvin, por lo que son al menos cien veces más frías que su entorno. Encontrar estas nubes dentro de la burbuja de Fermi es como encontrar cubitos de hielo en un volcán».
Su existencia es sorprendente porque el entorno caliente (más de un millón de grados Kelvin) y de alta velocidad del flujo nuclear debería haber destruido rápidamente cualquier gas más frío.
«Los modelos informáticos de gas frío que interactúa con el gas caliente que emana en entornos extremos como las burbujas de Fermi muestran que las nubes frías deberían destruirse rápidamente, generalmente en unos pocos millones de años, un plazo que coincide con estimaciones independientes de la edad de las burbujas de Fermi», afirma Bordoloi. No sería posible que las nubes estuvieran presentes si las burbujas de Fermi tuvieran 10 millones de años o más.
«Lo que hace que este descubrimiento sea aún más notable es su sinergia con las observaciones ultravioleta del Telescopio Espacial Hubble (HST)», afirma Bordoloi. «Las nubes se encuentran a lo largo de una línea de visión previamente observada con el HST, que detectó gas multifásico altamente ionizado, con temperaturas que oscilan entre un millón y 100.000 Kelvin, que es lo que se esperaría ver si un gas frío se está evaporando».
El equipo también pudo calcular la velocidad a la que se mueven los gases, lo que confirmó aún más su edad.
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«Estos gases se mueven a alrededor de un millón de millas por hora, lo que también marca las burbujas de Fermi». «Es un desarrollo reciente», afirma Bordoloi. «Estas nubes no existían cuando los dinosaurios vagaban por la Tierra. En escalas de tiempo cósmicas, un millón de años es un abrir y cerrar de ojos».
«Creemos que estas nubes frías fueron arrastradas desde el centro de la Vía Láctea y transportadas por el viento muy caliente que formó las burbujas de Fermi», afirma Jay Lockman, astrónomo del Observatorio Green Bank y coautor del artículo. «Así como no se puede ver el movimiento del viento en la Tierra a menos que haya nubes que lo rastreen, no podemos ver el viento caliente de la Vía Láctea, pero sí podemos detectar emisiones de radio de las nubes frías que transporta».
Este descubrimiento desafía la comprensión actual de cómo las nubes frías pueden sobrevivir al entorno energético extremo del Centro Galáctico, lo que impone fuertes restricciones empíricas sobre cómo las emanaciones interactúan con su entorno. Los hallazgos proporcionan un punto de referencia crucial para las simulaciones de la retroalimentación y la evolución galácticas, transformando nuestra visión de cómo la energía y la materia circulan a través de las galaxias.
Con información de TAJL
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