Los telescopios espaciales de rayos X XMM-Newton y XRISM, líderes en el campo de la astronomía, han detectado una explosión nunca antes vista proveniente de un agujero negro supermasivo. En cuestión de horas, el monstruo gravitacional generó potentes vientos, expulsando material al espacio a velocidades vertiginosas de 60.000 km por segundo.
El gigantesco agujero negro se esconde en el interior de NGC 3783, una hermosa galaxia espiral fotografiada recientemente por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA. Los astrónomos detectaron una brillante llamarada de rayos X que surgió del agujero negro antes de desvanecerse rápidamente. Al desvanecerse, surgieron vientos rápidos, a una quinta parte de la velocidad de la luz.
«Nunca antes habíamos observado un agujero negro generar vientos tan rápido», afirma el investigador principal, Liyi Gu, de la Organización de Investigación Espacial de los Países Bajos (SRON). Por primera vez, hemos visto cómo una rápida ráfaga de luz de rayos X procedente de un agujero negro desencadena inmediatamente vientos ultrarrápidos, que se forman en tan solo un día.
Devorando material
Para estudiar NGC 3783 y su agujero negro, Gu y sus colegas utilizaron simultáneamente el XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea y la Misión de Imágenes y Espectroscopía de Rayos X (XRISM), una misión liderada por JAXA con participación de la ESA y la NASA.
El trabajo se ha publicado en Astronomy and Astrophysics.
El agujero negro en cuestión tiene una masa equivalente a 30 millones de soles. Mientras se alimenta de material cercano, alimenta una región extremadamente brillante y activa en el corazón de la galaxia espiral. Esta región, conocida como Núcleo Galáctico Activo (AGN), resplandece con todo tipo de luz y emite potentes chorros y vientos hacia el cosmos.
«Los AGN son regiones realmente fascinantes e intensas, y objetivos clave tanto para XMM-Newton como para XRISM», añade Matteo Guainazzi, científico del proyecto XRISM de la ESA y coautor del descubrimiento.
«Los vientos alrededor de este agujero negro parecen haberse creado cuando el enredado campo magnético del AGN se ‘desenrolló’ repentinamente, de forma similar a las erupciones solares, pero a una escala casi inimaginable».
Un poco menos alienígena
Los vientos del agujero negro se asemejan a grandes erupciones solares de material, conocidas como eyecciones de masa coronal, que se forman cuando el Sol expulsa corrientes de material sobrecalentado al espacio. De esta forma, el estudio demuestra que los agujeros negros supermasivos a veces actúan como nuestra propia estrella, lo que hace que estos misteriosos objetos parezcan menos alienígenas.
De hecho, el 11 de noviembre se detectó una eyección de masa coronal tras una intensa llamarada solar, con vientos asociados a este evento que alcanzaron velocidades iniciales de 1500 km por segundo.
«Los AGN ventosos también desempeñan un papel importante en la evolución de sus galaxias anfitrionas a lo largo del tiempo y en la formación de nuevas estrellas», añade Camille Diez, miembro del equipo e investigadora de la ESA.
«Dada su gran influencia, conocer mejor el magnetismo de los AGN y cómo generan vientos como estos es fundamental para comprender la historia de las galaxias en todo el universo».
Un descubrimiento conjunto
XMM-Newton ha sido pionero en la exploración del universo caliente y extremo durante más de 25 años, mientras que XRISM ha trabajado para responder a preguntas clave sobre cómo se mueve la materia y la energía a través del cosmos desde su lanzamiento en septiembre de 2023.
Los dos telescopios espaciales de rayos X trabajaron juntos para descubrir este evento único y comprender la llamarada y los vientos del agujero negro. XMM-Newton rastreó la evolución de la llamarada inicial con su Monitor Óptico y evaluó la extensión de los vientos utilizando su Cámara Europea de Imágenes de Fotones (EPIC).
XRISM detectó la llamarada y los vientos utilizando su instrumento Resolve, estudiando también la velocidad y la estructura de los vientos, y descifrando cómo se lanzaron al espacio.
«Su descubrimiento es el resultado de una colaboración exitosa, algo fundamental en todas las misiones de la ESA», afirma Erik Kuulkers, científico del proyecto XMM-Newton de la ESA.
Al centrarse en un agujero negro supermasivo activo, los dos telescopios han descubierto algo nunca antes visto: vientos rápidos, ultrarrápidos y provocados por erupciones que recuerdan a los que se forman en el Sol. Curiosamente, esto sugiere que la física solar y de altas energías podría funcionar de maneras sorprendentemente familiares en todo el universo.
Con información de Astronomy and Astrophysics
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