En lo que respecta a los agujeros negros supermasivos, el que está en el centro de la Vía Láctea es relativamente tranquilo.
Pero, incluso en su supuesto estado de reposo, Sagitario A* es propenso a eructos o rupturas ocasionales, y ahora, utilizando JWST, los astrónomos han registrado que hace poco que nunca antiguamente habíamos trillado.
El 6 de abril de 2024, el agujero frito dejó escapar una relámpago observada en longitudes de onda del infrarrojo medio, seguida de una relámpago de radiodifusión equivalente.
Aunque Sgr A* eructa ocasionalmente llamaradas, esta es la primera vez que las capturamos en el infrarrojo medio, una de las piezas que faltan en el rompecabezas del comportamiento del agujero frito, según un equipo dirigido por el astrónomo Sebastiano von Fellenberg de el Instituto Max Planck de Radioastronomía en Alemania.
“La relámpago de Sgr A* evoluciona y cambia rápidamente, en cuestión de horas, y no todos estos cambios pueden hallarse en todas las longitudes de onda”, dice el astrofísico Joseph Michail del Observatorio Astrofísico Smithsonian.
“Durante más de 20 primaveras, hemos sabido lo que sucede en los rangos de radiodifusión y del infrarrojo cercano (NIR), pero la conexión entre ellos nunca fue 100 por ciento clara. Esta nueva observación en el infrarrojo medio llena ese hueco”.
Los agujeros negros supermasivos son un componente crucial para el ordenamiento del Universo tal como lo conocemos, los núcleos aproximadamente de los cuales se agrupan y giran las galaxias. Tienen entre millones y miles de millones de veces la masa del Sol y exhiben una variedad de niveles de actividad, desde vorazmente desenfrenados mientras devoran materia a un ritmo tremendo, hasta tranquilos y quietos.
Sgr A*, en el corazón de la Vía Láctea y con 4,3 millones de masas solares, es el agujero frito supermasivo más cercano al que tenemos golpe. Incluso se encuentra en el extremo inactivo de la escalera de actividad, lo que significa que tenemos un asiento de primera fila para observar el comportamiento de los agujeros negros a pequeña escalera que sería demasiado débil para verlo si tuviera ocasión en otra galaxia.
Los astrónomos han estado observando de cerca el centro espacial durante décadas en un rango de longitudes de onda para registrar sus extraños parpadeos y eructos y asimilar más sobre la actividad y la dinámica del entorno gravitacionalmente más extremo de la Vía Láctea.
La presencia de Sgr A* crea una región salvaje y turbulenta del espacio, con un enorme toro de polvo agitándose aproximadamente del agujero frito supermasivo. Los astrónomos no saben qué causa las llamaradas en la región, pero las simulaciones sugieren que es una interacción entre líneas de campo atractivo en el disco de material que orbita más de cerca el agujero frito.
Cuando dos líneas de campo se acercan lo suficiente, sugieren las simulaciones, pueden unirse de una guisa que libera una enorme cantidad de energía que podemos ver como audición de sincrotrón: la radiación emitida por electrones que se aceleran a lo extenso de las líneas del campo atractivo.
Pero no podíamos estar seguros porque no teníamos observaciones en el infrarrojo medio de una de estas llamaradas.
“Porque el infrarrojo medio se encuentra entre el submilimétrico [far-infrared to microwave] y el infrarrojo cercano, mantenía secretos sobre el papel de los electrones, que tienen que enfriarse para liberar energía para fomentar las llamaradas”, explica Michail.
“Nuestras nuevas observaciones son consistentes con los modelos y simulaciones existentes, lo que nos brinda una evidencia más sólida para respaldar la teoría de lo que hay detrás de las llamaradas”.
Las observaciones se recopilaron utilizando el utensilio de infrarrojo medio (MIRI) de JWST; el Submillimeter Array operado conjuntamente por el Observatorio Astrofísico Smithsonian y la Entidad Sínica; el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA; y el Conjunto de Telescopios Espectroscópicos Nucleares de la NASA, un observatorio de rayos gamma instalado en la Tiempo Espacial Internacional.
Cuando el JWST detectó una relámpago que duró unos 40 minutos, recurrieron a los otros instrumentos para ver qué podían acaecer recogido. No hubo detecciones en los regímenes de rayos X y gamma, probablemente porque la celeridad de los electrones no fue lo suficientemente ingreso, pero el Submillimeter Array captó una relámpago de ondas de radiodifusión retrasadas unos 10 minutos con respecto al infrarrojo medio.
Estos resultados, dicen los investigadores, son consistentes con la radiación de sincrotrón de una sola población de electrones enfriados que se aceleran a través de la reconexión magnética, la turbulencia magnética o una combinación de ambas. Sin secuestro, todavía hay muchas cosas que no sabemos, lo que significa que aún queda trabajo por hacer.
“Si admisiblemente nuestras observaciones sugieren que la audición de infrarrojo medio de Sgr A* en efectividad es el resultado de la audición sincrotrón de electrones enfriados, hay más que entender sobre la reconexión magnética y la turbulencia en el disco de acreción de Sgr A*”, dice von Fellenberg.
“Esta primera detección de infrarrojo medio, y la variabilidad observada con el Submillimeter Array, no sólo ha llenado un hueco en nuestra comprensión de lo que ha causado la relámpago en Sgr A*, sino que asimismo ha amplio una nueva ristra de investigación importante”.
La investigación fue presentada en la 245ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense. Incluso ha sido aceptado en Las cartas del diario astrofísicoy está apto en el servidor de preimpresión arXiv.
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