El inesperado descubrimiento de un poderoso viento molecular frío y denso proveniente del núcleo activo de una galaxia espiral similar a la Vía Láctea, podría resolver uno de los mayores misterios de la astrofísica: la relación entre las galaxias y sus agujeros negros.

El hallazgo ha sido materializado por los datos proporcionados por el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM) y de las observaciones realizadas por un grupo internacional de investigadores, mayoritariamente provenientes del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), así como de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Sus resultados fueron publicados en noviembre de 2018 en la revista The Astrophysical Journal Letters, bajo el titulo Early Science with the Large Millimeter Telescope: An Energy-driven Wind Revealed by Massive Molecular and Fast X-Ray Outflows in the Seyfert Galaxy IRAS 17020+4544.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, la doctora Anna Lia Longinotti, investigadora cátedra Conacyt en el INAOE, y el investigador del Instituto de Astronomía de la UNAM, Yair Krongold Herrera, explicaron la importancia de este hallazgo en la evolución de las galaxias.

Hallazgo inusitado

Las investigaciones realizadas tienen un antecedente que complementa el resultado hasta ahora encontrado, y son los registros en rayos X obtenidos hace dos años con el satélite XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea.

En dichas observaciones, el núcleo activo denominado IRAS 17020+4544 presentaba vientos ultrarrápidos constituidos por gas ionizado de alta temperatura que se mueve a velocidades alrededor de los 30 mil kilómetros por segundo.

Asimismo, la Universidad de Massachusetts contribuyó con el espectrógrafo Redshift Search Receiver (RSR) instalado en el GTM, instrumento con el que se tomaron los datos que revelan que estos vientos coexisten con el gas molecular denso y frío, cerca de mil kilómetros por segundo, emitido en ondas milimétricas y que es trazado por la molécula de monóxido de carbono (CO).

“La galaxia espiral que observamos con el GTM Alfonso Serrano es similar a la Vía Láctea, está a una distancia aproximada de 800 millones de años luz y pudimos observar que parte de este viento se mueve a altas velocidades”, explicó Anna Lia Longinotti.

Dicho gas molecular detectado por el GTM se localiza en regiones distantes dentro de la misma galaxia progenitora, mientras que el viento en rayos X está mucho más cerca del agujero negro, lo que ha permitido establecer una conexión cíclica entre estos dos componentes.

Resolviendo misterios

De acuerdo con el investigador Yair Krongold, las galaxias poseen la particular propiedad de tener agujeros negros súper masivos en sus núcleos —con una masa muy superior a un millón de veces la masa de nuestro sol—, donde el tamaño de la galaxia está relacionado con el tamaño del agujero negro que tiene en el centro.

“Saber el porqué de esta relación entre el tamaño del agujero negro y el tamaño de la galaxia es uno de los grandes misterios de la astronomía moderna, ciertamente el agujero negro tiene una gran cantidad de gravedad, pero no suficiente para alterar toda la galaxia, por lo que la conexión entre ellos puede estar en estos vientos que salen de las vecindades de los agujeros negros”.

Asimismo, detalló que ese viento frío formado por gas molecular que sale del agujero negro se propaga hasta las zonas periféricas de la galaxia, lo que responde a esta relación sobre el funcionamiento de los agujeros negros respecto a la galaxia en que se ubican.

Por otro lado, la investigadora comentó que nadie esperaría este tipo de fenómenos en objetos que no son cuásares o galaxias ultraluminosas vía infrarrojo, y las características técnicas del GTM permitieron observar el gas molecular en galaxias.

“Específicamente en esta galaxia pudimos determinar la presencia de este viento que tiene velocidades de 700 a mil kilómetros por segundo y que lo hace atípicamente más veloz que en otras galaxias”.

Exploración de nuevos rincones espaciales

De acuerdo con los especialistas, este descubrimiento es un punto fundamental en la evolución de las galaxias y tienen como siguiente objetivo aprovechar la capacidad de recolección de información del GTM Alfonso Serrano, con la intención de buscar más galaxias que presenten este fenómeno. Así la estadística aumentaría para corroborar lo que ya han estudiado.

Consideraron que aproximadamente en un año podrían dar continuidad al estudio de sus siguientes observaciones en búsqueda de nuevas galaxias que presenten esta misma actividad.

“Queremos saber si los agujeros negros súper masivos tienen la capacidad de modificar la evolución de toda la galaxia en que se encuentran. Así estudiaríamos en detalle el fenómeno”, explicó la especialista.

Este descubrimiento significa una gran satisfacción para los investigadores, pues consideran que el tiempo y esfuerzo invertidos han valido la pena. Asimismo, este resultado es un reconocimiento al funcionamiento del GTM y su capacidad de explorar nuevos rincones del espacio.

Fuente: Conacyt