Un agujero negro se alimenta a través de dos brazos espirales

El agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia Circinus se alimenta de material gaseoso gracias a dos brazos espirales, según un equipo internacional de investigadores dirigido por Wout Goesaert (Universidad de Leiden, Países Bajos). En última instancia, solo un pequeño porcentaje del gas desaparece en el agujero negro. El resto es expulsado antes de alcanzarlo.

Los investigadores utilizaron el observatorio ALMA en Chile. Próximamente publicarán sus hallazgos en la revista Astronomy & Astrophysics. El artículo está disponible en el servidor de preimpresión de arXiv.

Se sabe desde hace tiempo que los agujeros negros supermasivos comen de forma desordenada, pero ha resultado difícil determinar con exactitud sus hábitos alimenticios.

Goesaert, quien actualmente cursa un doctorado en la Universidad de Leiden, estudió las observaciones de ALMA de la galaxia Circinus en 2023, mientras cursaba su maestría en Leiden. Esta galaxia se encuentra en la constelación austral de Circinus (brújula en latín), a tan solo 13 millones de años luz de la Tierra. Aunque es una de las grandes galaxias más cercanas, no se descubrió hasta 1977 debido a que se encuentra oculta tras el disco de la Vía Láctea.

Las observaciones del observatorio ALMA, combinadas con modelos, sugieren la presencia de dos brazos espirales alrededor del agujero negro supermasivo central. Goesaert y sus colegas demostraron que el gas fluye a través de estos brazos espirales hacia el agujero negro.

«En los dibujos animados, a veces se ve un disco de gas desapareciendo en un agujero negro como si fuera un remolino. Sin embargo, si no hay un canal de suministro, dicho disco continuará girando a una distancia considerable indefinidamente», explica Goesaert. «Por lo tanto, se necesita algún tipo de conducto. Y ahí es donde entran en juego nuestros brazos espirales».

«Cuando Wout comenzó su investigación en nuestro equipo, otro grupo publicó un artículo sobre los mismos datos y el mismo agujero negro. Esto nos preocupó», afirma Violette Impellizzeri, supervisora ​​de la tesis de maestría de Goesaert en ASTRON, el Instituto Neerlandés de Radioastronomía. «Sin embargo, decidimos no rendirnos y profundizamos en el tema, buscando más detalles».

Gracias a datos adicionales de ALMA y a una modelización más sofisticada que la de sus competidores, los investigadores descubrieron los dos brazos espirales. Calcularon que el gas en los brazos se mueve hacia el interior a velocidades de hasta 150.000 km por hora. Además, parece que solo el 12 % de la materia entrante desaparece en el agujero negro, y el resto es expulsado de nuevo antes de alcanzarlo.

Los resultados iniciales piden más información. ¿Por qué llega tan poca materia al agujero negro? ¿Todos los agujeros negros supermasivos tienen brazos espirales como este? ¿La materia expulsada finalmente vuelve a caer en el agujero negro como una fuente en un estanque, o termina más lejos y desencadena la formación de estrellas?

Los investigadores esperan encontrar las respuestas utilizando el Telescopio del Horizonte de Eventos (ETT), que tomó las icónicas primeras fotos de agujeros negros supermasivos, y el ELT, que se está construyendo en Chile.

Con información de arXiv