La caótica alimentación de los monstruos que ordenan el universo

Los agujeros tienen fama de monstruos cósmicos, de gigantescos sumideros que devoran todo lo que queda a su alcance. Y no es del todo inmerecida. Sin embargo, en su capacidad de destrucción se encuentra también su poder creador. Los astrónomos creen que la mayoría de las galaxias albergan en su centro a una de estas bestias y que su fuerza gravitatoria, capaz de retorcer el tejido de espacio tiempo que conforma el universo, dirige la formación de las galaxias y alimenta la formación de nuevos sistemas estelares. Por eso interesan tanto estos objetos donde se ponen a prueba las leyes físicas que rigen en el resto del cosmos.

Esta semana, un equipo de investigadores ha explicado cómo utilizó la red de telescopios ALMA, en Chile, para estudiar la forma de alimentarse de los agujeros negros. En un artículo publicado en la revista Nature esta semana, muestran la primera evidencia directa de un proceso que puede describirse como una especie de lluvia cósmica. El fenómeno comenzaría con la condensación de nubes frías y densas de gas a partir del gas intergaláctico caliente que después caerían hacia el centro de la galaxia para ser devoradas por un agujero negro supermasivo, con una masa 300 millones de veces la del Sol.

Las nubes de gas frío caían a un millón de kilómetros por hora hacia el agujero

Esta forma de alimentación, necesaria para que el agujero negro mantenga su actividad, es más caótica de lo que se había planteado previamente. En el modelo más ordenado, el agujero se alimentaría lenta y constantemente de la nube de gas caliente ionizado del halo que rodea la galaxia.

El grupo de científicos, liderado por investigadores de la Universidad de Yale, utilizó las 66 antenas de ALMA para observar un cúmulo muy brillante de unas 50 galaxias bautizado como Abell 2597. En su centro, se encuentra una galaxia elíptica de gran tamaño que alberga al agujero negro y a su alrededor una nube de gas caliente ionizado. Los astrónomos vieron que en el centro de la galaxia se habían acumulado tres bolsas de gas frío que se dirigían hacia el agujero negro a un millón de kilómetros por hora. Estas tres acumulaciones de gas contenían tanta masa como un millón de soles.

Megan Urry, profesora de física y astronomía en Yale, reconoce que no saben “si finalmente toda o solo una parte de esta comida de gas frío caerá en el agujero negro, pero los datos de ALMA destacan la importancia de este tipo de acumulación fría”. En cualquier caso, consideran que es un paso interesante para conocer cómo funcionan los núcleos de las galaxias.

Este tipo de fenómenos sucede cuando las galaxias se encuentran aún en una fase activa. En la Vía Láctea, su agujero negro, Sagitario A, ya no cuenta con una nube de gas suficientemente densa a su alrededor y se encuentra en estado durmiente. Eso condiciona también la actividad en el resto de la galaxia.

Todas las galaxias cuentan en su interior con un agujero negro gigantesco

Jorge Casares, investigador del Instituto Astrofísico de Canarias (IAC) y profesor visitante de la Universidad de Oxford, apunta que aunque “antes había modelos alternativos”, ahora se considera necesario que cada galaxia tenga en su interior un agujero negro supermasivo que las impulse. “Una galaxia tiene unos 100.000 millones de estrellas y necesita en su centro un pozo de potencial gravitatorio enorme”, afirma.

Entre los muchos misterios que aún rodean a estos monstruos cósmicos se encuentra el proceso por el que adquirieron su tamaño y su posición como motores galácticos. Casares ofrece una posible explicación: “Los agujeros negros que vemos en los núcleos de galaxias se formaron, probablemente, con la suma de agujeros negros de masa intermedia, y estos agujeros se pudieron formar al principio del universo. Es un proceso de evolución que ha ido tendiendo a la concentración de agujeros negros y a su fusión”. “Se tiende a pensar que las primeras generaciones de estrellas que se formaron en el universo eran muy masivas e implosionaron en agujeros negros y cúmulos que después se unirían para formar los núcleos de las galaxias actuales”, concluye.

El trabajo que se publica en Nature da un paso más para entender el comportamiento de aquellos agujeros que ya predijo Einstein en su teoría de la Relatividad General, pero que eran tan extraños que hasta él dudó de su existencia en la realidad.