Un intenso destello desde el Agujero Negro de la Vía Láctea ilumina el gas localizado muy lejos de nuestra galaxia.

Hace unos 3,5 millones de años, el agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, desató una enorme explosión de energía. Nuestros ancestros primitivos, ya en pie en las llanuras africanas, probablemente presenciaron esta llamarada como un resplandor fantasmal en lo alto de la constelación de Sagitario. Pudo haber persistido durante 1 millón de años.

Ahora, eones después, los astrónomos están utilizando las capacidades únicas del Telescopio Espacial Hubble de la NASA para descubrir aún más pistas sobre esta explosión. Mirando hacia las afueras de nuestra galaxia, descubrieron que el reflejo del agujero negro llegaba tan lejos en el espacio, que iluminaba un vasto tren de gas que seguía las dos galaxias satélite prominentes de la Vía Láctea: la Gran Nube de Magallanes (LMC) y su compañera, la Pequeña Nube de Magallanes (SMC).

La explosión del agujero negro probablemente fue causada por una gran nube de hidrógeno de hasta 100.000 veces la masa del Sol que cayó sobre el disco de material que giraba cerca del agujero negro central. El estallido resultante envió conos de radiante radiación ultravioleta por encima y por debajo del plano de la galaxia y hacia el espacio.

El cono de radiación que salió del polo sur de la Vía Láctea iluminó una enorme estructura de gas en forma de cinta llamada Corriente de Magallanes. El destello iluminó una parte de la corriente, ionizando su hidrógeno (suficiente para producir 100 millones de soles) al despojar a los átomos de sus electrones.

“El destello fue tan poderoso que iluminó la corriente como un árbol de Navidad, ¡fue un evento catastrófico!” dijo el investigador principal Andrew Fox del Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore. “Esto nos muestra que las diferentes regiones de la galaxia están vinculadas: lo que sucede en el centro galáctico marca una diferencia con respecto a lo que sucede en la Corriente de Magallanes. Estamos aprendiendo cómo el agujero negro impacta en la galaxia y su entorno”.


(Ilustración) Un estallido enorme desde la vecindad del agujero negro central de la Vía Láctea envió conos de radiante radiación ultravioleta por encima y por debajo del plano de la galaxia y hacia el espacio. El cono de radiación que salió del polo sur de la Vía Láctea iluminó una enorme estructura de gas en forma de cinta llamada Corriente de Magallanes. Este vasto tren de gas recorre las dos galaxias satélite prominentes de la Vía Láctea: la Gran Nube de Magallanes (LMC) y su compañera, la Pequeña Nube de Magallanes (SMC). Los astrónomos estudiaron las líneas de visión de los cuásares muy por detrás de la Corriente de Magallanes y detrás de otra característica llamada Brazo líder, un “brazo” gaseoso hecho jirones y triturado que precede al LMC y SMC en su órbita alrededor de la Vía Láctea. A diferencia de la Corriente de Magallanes, el Brazo principal no mostró evidencia de estar iluminado por el flash. El mismo evento que causó la erupción de la radiación también “eructó” plasma caliente que ahora se eleva en lóbulos esfericos a unos 30.000 años luz por encima y por debajo del plano de nuestra galaxia. Estas burbujas, visibles solo en rayos gamma y con un peso equivalente a millones de soles, se denominan Burbujas Fermi. Se pensaba que las Burbujas Fermi y la Corriente de Magallanes estaban separadas y no relacionadas entre sí, pero ahora parece que el mismo destello poderoso del agujero negro central de nuestra galaxia ha jugado un papel importante en ambas.
Créditos: NASA, ESA y L. Hustak (STScI).

El equipo de Fox utilizó las capacidades ultravioletas del Hubble para sondear la corriente mediante el uso de cuásares de fondo, los núcleos brillantes de galaxias lejanas y activas, como fuentes de luz. El espectrógrafo de orígenes cósmicos del Hubble puede ver las huellas digitales de los átomos ionizados en la luz ultravioleta de los quásares. Los astrónomos estudiaron las líneas de visión de 21 cuásares muy por detrás de la Corriente de Magallanesy 10 detrás de otra característica llamada Leading Arm, un “brazo” gaseoso hecho jirones y destrozado que precede a la LMC y SMC en su órbita alrededor de la Vía Láctea.

“Cuando la luz del cuásar pasa a través del gas que nos interesa, parte de la luz en longitudes de onda específicas es absorbida por los átomos en la nube”, dijo Elaine Frazer, de STScI, quien analizó las líneas de visión y descubrió nuevas tendencias en los datos. . “Cuando observamos el espectro de luz del cuásar a longitudes de onda específicas, vemos evidencia de absorción de luz que no veríamos si la luz no hubiera pasado a través de la nube. De esto, podemos sacar conclusiones sobre el gas en sí”.

(Ilustración) Hace aproximadamente 3,5 millones de años, solo un abrir y cerrar de ojos en el tiempo cósmico, una tremenda explosión sacudió el centro de nuestra galaxia. Nuestros ancestros homínidos distantes, ya en pie en las llanuras africanas, probablemente habrían visto la llamarada resultante como un resplandor fantasmal en lo alto del cielo nocturno. Ahora, los astrónomos que usan las capacidades únicas del Telescopio Espacial Hubble de la NASA han descubierto aún más pistas sobre esta explosión cataclísmica.
Créditos: NASA, ESA, G. Cecil (UNC, Chapel Hill) y J. DePasquale (STScI).

El equipo encontró evidencia de que los iones habían sido creados en la Corriente de Magallanes por un destello energético. El estallido fue tan poderoso que iluminó la corriente, a pesar de que esta estructura está a unos 200.000 años luz del centro galáctico.

A diferencia de la Corriente de Magallanes, el Brazo principal no mostró evidencia de estar iluminado por la bengala. Eso tiene sentido, porque el Brazo principal no se encuentra justo debajo del polo galáctico sur, por lo que no se bañó con la radiación del estallido.

El mismo evento que causó la erupción de la radiación también “eructó” plasma caliente que ahora se eleva a unos 30.000 años luz por encima y por debajo del plano de nuestra galaxia. Estas burbujas invisibles, que pesan el equivalente a millones de soles, se llaman las burbujas de Fermi. Su enérgico brillo de rayos gamma fue descubierto en 2010 por el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA. En 2015, Fox usó la espectroscopía ultravioleta de Hubble para medir la velocidad de expansión y la composición de los lóbulos en globo.

Ahora su equipo logró extender el alcance del Hubble más allá de las burbujas. “Siempre pensamos que las Burbujas Fermi y la Corriente de Magallanes estaban separadas y no relacionadas entre sí y haciendo sus propias cosas en diferentes partes del halo de la galaxia”, dijo Fox. “Ahora vemos que el mismo destello poderoso del agujero negro central de nuestra galaxia ha jugado un papel importante en ambos”.

Esta investigación fue posible solo debido a la capacidad ultravioleta única de Hubble. Debido a los efectos de filtrado de la atmósfera de la Tierra, la luz ultravioleta no se puede estudiar desde el suelo. “Es una región muy rica del espectro electromagnético, hay muchas características que se pueden medir en el ultravioleta”, explicó Fox. “Si trabajas en el óptico y el infrarrojo, no puedes verlos. Es por eso que tenemos que ir al espacio para hacer esto. Para este tipo de trabajo, Hubble es el único”.

Los hallazgos, que se publicaron en Astrophysical Journal, durante una conferencia de prensa el 2 de junio en la 236ª reunión de la American Astronomical Society, que se llevó a cabo virtualmente este año.

El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore lleva a cabo operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington, D.C.