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Reportaje:

Agujeros negros inesperados

Las galaxias del universo primitivo tienen objetos superdensos de los que no escapa ni la luz - La destrucción de una estrella produce un potente destello

Los agujeros negros, esos objetos tan masivos que de ellos no pueden escapar ni las partículas de la luz, siguen sorprendiendo a los científicos. "No teníamos ni idea de qué harían los agujeros negros en las galaxias primitivas y ni siquiera si existirían; ahora sabemos que están allí y que crecen como locos", dice el astrónomo Ezequiel Treister. Y debe de haber unos 30 millones de esos agujeros negros supermasivos del universo primitivo, si se extrapolan los resultados de las últimas observaciones del cosmos lejano realizadas por este investigador de la Universidad de Hawai y sus colegas.

Otro agujero negro también ha llamado mucho la atención recientemente. En este caso parece que se trata del que ha engullido una estrella masiva que se le acercó demasiado. A finales del pasado marzo, los astrónomos detectaron en una galaxia bastante lejana un potente estallido de alta energía y pensaron que era un destello de rayos gamma más; pero enseguida se dieron cuenta de que este era muy extraño por su larga duración y por su brillo excepcional (100 veces superior a lo normal).

La diferente fuerza de la gravedad en sus caras desgarra el objeto engullido

Galaxias y agujeros negros evolucionan a la vez en el cosmos

El pasado marzo, el satélite 'Swift' captó un potente estallido de rayos gamma

El 10% de la masa del astro se ha convertido en energía de rayos X

"El fogonazo generó una cantidad tremenda de energía durante un período bastante largo de tiempo y sigue emitiendo aún, dos meses y medio después. Esto se debe a que, al resultar desgarrada la estrella por el agujero negro, la materia hace un remolino, como el agua que se va por el desagüe de una pila, y ese proceso emite una enorme cantidad de energía", explica Joshua Bloom.

Este investigador lidera el equipo internacional, con participación de varios científicos españoles, que ha dado a conocer este fenómeno en dos artículos publicados en el último número de la revista Science, mientras que Treister y su equipo presentan sus agujeros negros del universo primitivo en Nature.

El agujero que se ha tragado la estrella masiva se denomina Sw1644+57 y está en una galaxia situada a unos 3.800 millones de años luz. El fogonazo inicial fue detectado el pasado 28 de marzo -aunque pudo comenzar tres o cuatro días antes- por el telescopio Swift de la NASA, diseñado precisamente para detectar desde el espacio los llamados estallidos de rayos gamma que se producen constantemente en el cielo. A continuación, fue observado con otros telescopios en órbita -incluido el Hubble, el Chandra y el XMM-Newton (ambos de rayos X)- y en la Tierra.

"Es un fenómeno realmente único", dice Alberto J. Castro-Tirado, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (del CSIC), uno de los españoles que ha participado en las observaciones y análisis del extraño fogonazo de alta energía. "También en nuestra galaxia, la Vía Láctea, existe un agujero negro en el centro, pero está dormido, como en hibernación, porque engulle materia de su entorno a un ritmo pausado". El astro, que seguramente resultó engullido en Sw1644+57, -los científicos hablan aún de hipótesis porque puede haber otras explicaciones de lo observado- resultaría destruido al acercarse al agujero negro por la gravedad: como la atracción gravitatoria es superior en la cara de la estrella orientada al agujero negro que en la opuesta, el cuerpo resulta estirado y se desgarra.

Pero el proceso es todavía más curioso. "Parte de la materia de la estrella [al caer en el agujero negro] es expelida y confinada en dos chorros", continúa Castro-Tirado. Y da la casualidad de que, en este caso, uno de los chorros está orientado en la línea de observación de la Tierra, por lo que los astrónomos lo captan de frente con toda su energía. Así se explicaría el brillo extremo observado en este fenómeno, que no ilumina uniformemente a su alrededor sino solo en los dos haces de alta energía, emitidos en sentido opuesto. Bloom y sus colegas estiman que aproximadamente el 10% de la masa del astro tragado se ha convertido en energía irradiada en rayos X. Sw1644+57 se sigue estudiando y poco a poco los científicos irán dando a conocer más datos y análisis -se barajan otras interpretaciones.

Si 3.800 millones de años luz se considera una gran distancia, mucho más lejanas están las galaxias en las que se han encontrado los otros agujeros negros, los del universo primitivo. Están a unos 13.000 millones de años luz, así que su luz fue emitida cuando apenas habían pasado 800 ó 900 millones de años desde el Big Bang.

Treister y sus colegas apuntaron el Chandra durante seis semanas a un fragmento pequeño del cielo para observar los objetos lejanísimos y, combinando las imágenes con las de otros telescopios, buscar agujeros negros en unas 200 galaxias primitivas. No solamente han descubierto agujeros supermasivos en muchas de ellas sino que, además, han observado que crecen a la vez que las galaxias que los alojan. Esto se había observado ya en el universo más cercano, pero nunca a esas grandes distancias. "La mayoría de los astrónomos piensan que en el universo actual los agujeros negros y las galaxias son, en cierta medida, simbióticos en su crecimiento, pero ahora mostramos que esa relación de dependencia mutua ha existido desde el inicio de los tiempos", señala Priya Natarajan, de la Universidad de Yale (EE UU).

Como esos agujeros negros jóvenes están casi completamente envueltos en densas nubes de gas y polvo, su entorno no suele verse con los telescopios ópticos, pero los rayos X emitidos en los violentos procesos de las proximidades del agujero (al engullir materia) atraviesan ese velo de gas y polvo y los observatorios especiales que captan esa radiación pueden ver lo que allí acontece.

* Este artículo apareció en la edición impresa del Miércoles, 22 de junio de 2011