La mejor imagen obtenida hasta ahora de una nube de polvo que pasa junto al agujero negro del centro de la galaxia. Observaciones llevadas a cabo con el VLT confirman que G2 ha sobrevivido a su aproximación y es un objeto compacto
En el corazón de nuestra galaxia, la Vía Láctea, hay un agujero negro supermasivo con una masa de cuatro millones de veces la de nuestro Sol. A su alrededor orbita un pequeño grupo de estrellas brillantes y, además, a lo largo de los últimos años, se ha estudiado y seguido el proceso de caída hacia el agujero negro de una enigmática nube de polvo conocida como G2. Se predijo que el punto de mayor aproximación (denominado peribothron en inglés) sería en mayo de 2014.
Debido a la potente gravedad y a las grandes fuerzas de marea existentes en esta región, se esperaba que la nube quedara destrozada y dispersa a lo largo de su órbita. Parte de este material podría alimentar al agujero negro y provocar una súbita combustión y otros eventos que harían evidente que el monstruo estaba disfrutando de una comida especial. Para estudiar estos eventos únicos, durante los últimos años numerosos equipos han utilizado grandes telescopios de todo el mundo con el fin de observar cuidadosamente la región del centro galáctico.
Durante muchos años, un equipo liderado por Andreas Eckart (Universidad de Colonia, Alemania) ha observado la región utilizando el Very Large Telescope (VLT) de ESO [1], incluyendo nuevas observaciones durante el período crítico de febrero a septiembre de 2014, justo antes y después del evento de máximo acercamiento de mayo de 2014. Estas nuevas observaciones encajan con las anteriores, llevadas a cabo con el telescopio Keck, instalado en Hawái [2].
Las imágenes donde puede verse el brillante hidrógeno, obtenidas en el rango infrarrojo, muestran que la nube era compacta tanto antes como después de su aproximación más cercana, tras pivotar alrededor del agujero negro.
Además de proporcionar imágenes muy nítidas, el instrumento SINFONI, instalado en el VLT, también divide la luz en los colores que componen el infrarrojo y, por lo tanto, permite estimar la velocidad de la nube [3]. Antes de la máxima aproximación, se descubrió que la nube se alejaba de la Tierra a unos diez millones de kilómetros por hora y, después de pivotar alrededor del agujero negro, las medidas indicaron que se acercaba a la Tierra a unos 12 millones de kilómetros por hora.
Florian Peissker, estudiante de doctorado de la Universidad de Colonia (Alemania) que hizo gran parte de las observaciones, afirma: "Estar en el telescopio y ver los datos en tiempo real fue una experiencia fascinante". Por su parte, Mónica Valencia-S., investigadora post-doctoral, también en la Universidad de Colonia, y que entonces trabajaba en la desafiante labor de procesar los datos, añade: "Fue sorprendente ver que el resplandor de la nube de polvo permaneció compacto antes y después de la aproximación al agujero negro".
Aunque observaciones anteriores sugerían que el objeto G2 se estaba estirando, las nuevas observaciones no mostraron evidencia de que la nube hubiese sufrido grandes cambios, ni por estiramientos que pudieran apreciarse ni por un aumento de la velocidad.
Además de las observaciones llevadas a cabo con el instrumento SINFONI, el equipo también ha hecho un gran número de medidas de la polarización de la luz proveniente de la región del agujero negro supermasivo utilizando el instrumento NACO, instalado en el VLT. Estas últimas, las mejores observaciones de este tipo hechas hasta el momento, revelan que el comportamiento del material acretado hacia el agujero negro es muy estable, y — hasta ahora — no se ha visto alterado por la llegada de material de la nube G2.
La resistencia de la nube de polvo a la extrema gravedad generada por la fuerza de marea cercana al agujero negro, sugiere que, más que una nube, se trata de material que rodea a un objeto denso con un núcleo masivo. A esto se suma la falta, hasta el momento, de pruebas que indiquen que el material esté alimentando al monstruo central, lo cual generaría llamaradas y aumentaría su actividad.
Andreas Eckart resume los nuevos resultados: "hemos estudiado todos los datos recientes y, en particular, el período del año 2014 en el que se produjo la mayor aproximación al agujero negro. No podemos confirmar ningún tipo de estiramiento significativo de la fuente. Sin duda, no se comporta como una nube de polvo sin núcleo. Creemos que debe ser una estrella joven envuelta en polvo".
Notas
[1] Se trata de observaciones muy difíciles, ya que la región se esconde tras densas nubes de polvo, lo cual requiere de observaciones en luz infrarroja. Además, los eventos tienen lugar muy cerca del agujero negro, haciendo necesario el uso de óptica adaptativa para conseguir imágenes lo suficientemente precisas. El equipo utilizó el instrumento SINFONI, instalado en el Very Large Telescope de ESO, y también monitorizaron en luz polarizada el comportamiento de la región del agujero negro central utilizando el instrumento NACO.
[2] Las observaciones del VLT son más nítidas (porque se hacen en longitudes de onda más cortas) y también tienen medidas adicionales de la velocidad gracias al instrumento SINFONI y medidas de polarización obtenidas con el instrumento NACO.
[3] Dado que la nube de polvo se está moviendo con respecto a la Tierra — alejándose de la Tierra antes de su aproximación al agujero negro y acercándose a la Tierra después de tal aproximación — el efecto Doppler cambia la longitud de onda de la luz observada. Estos cambios en la longitud de onda pueden medirse usando un espectrógrafo sensible, como el instrumento SINFONI en el VLT. También se puede utilizar para medir la propagación de las velocidades del material, lo cual podría esperarse si la nube se hubiese extendido a lo largo de su órbita de forma significativa, tal y como ha ocurrido con anterioridad.
Información adicional
Este trabajo se ha presentado en el artículo científico titulado “Monitoring the Dusty S-Cluster Object (DSO/G2) on its Orbit towards the Galactic Center Black Hole” por M. Valencia-S. et al., en la revista Astrophysical Journal Letters.
El equipo está formado por M. Valencia-S. (Instituto de Física de la Universidad de Colonia, Alemania); A. Eckart (Universidad de Colonia; Instituto Max-Planck de Radioastronomía, Bonn, Alemania [MPIfR]); M. Zajacek (Universidad de Colonia; MPIfR; Instituto de Astronomía de la Academia de Ciencias de Praga, República Checa); F. Peissker (Universidad de Colonia); M. Parsa (Universidad de Colonia); N. Grosso (Observatorio Astronómico de Estrasburgo, Francia); E. Mossoux (Observatorio Astronómico de Estrasburgo); D. Porquet (Observatorio Astronómico de Estrasburgo); B. Jalali (Universidad de Colonia); V. Karas (Instituto de Astronomía de la Academia de Ciencias de Praga); S. Yazici (Universidad de Colonia); B. Shahzamanian (Universidad de Colonia); N. Sabha (Universidad de Colonia); R. Saalfeld (Universidad de Colonia); S. Smajic (Universidad de Colonia); R. Grellmann (Universidad de Colonia); L. Moser (Universidad de Colonia); M. Horrobin (Universidad de Colonia); A. Borkar (Universidad de Colonia); M. García-Marín (Universidad de Colonia); M. Dovciak (Instituto de Astronomía de la Academia de Ciencias de Praga); D. Kunneriath (Instituto de Astronomía de la Academia de Ciencias de Praga); G. D. Karssen (Universidad de Colonia); M. Bursa (Instituto de Astronomía de la Academia de Ciencias de Praga); C. Straubmeier (Universidad de Colonia) y H. Bushouse (Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, Baltimore, Maryland, EE.UU.).
La nube de polvo G2 pasa junto al agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea
Esta composición muestra el movimiento de la nube de polvo G2 a medida que se acerca y, posteriormente, se aleja, del agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea.
Estas nuevas observaciones, realizadas con el VLT de ESO, han demostrado que la nube parece haber sobrevivido a su cercano encuentro con el agujero negro y sigue siendo un objeto compacto que no se ha estirado significativamente.
En esta imagen vemos, de izquierda a derecha, la posición de la nube en los años 2006, 2010, 2012 y en febrero y septiembre de 2014. Las manchas se han coloreado para mostrar el movimiento de la nube: el rojo indica que el objeto se aleja y el azul que el objeto se acerca. La cruz marca la posición del agujero negro supermasivo.
Crédito:
ESO/A. Eckart
La nube de polvo G2 pasa junto al agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea (con anotaciones)
Esta composición con anotaciones muestra el movimiento de la nube de
polvo G2 a medida que se acerca y, posteriormente, se aleja, del agujero
negro supermasivo del centro de la Vía Láctea.
Estas nuevas observaciones, realizadas con el VLT de ESO, han demostrado que la nube parece haber sobrevivido a su cercano encuentro con el agujero negro y sigue siendo un objeto compacto que no se ha estirado significativamente.
Las manchas se han coloreado para mostrar el movimiento de la nube: el rojo indica que el objeto está alejándose y el azul que el objeto se acerca. La cruz marca la posición del agujero negro supermasivo.
Crédito:
Estas nuevas observaciones, realizadas con el VLT de ESO, han demostrado que la nube parece haber sobrevivido a su cercano encuentro con el agujero negro y sigue siendo un objeto compacto que no se ha estirado significativamente.
Las manchas se han coloreado para mostrar el movimiento de la nube: el rojo indica que el objeto está alejándose y el azul que el objeto se acerca. La cruz marca la posición del agujero negro supermasivo.
Crédito:
ESO/A. Eckart
Videos .
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La nube de polvo G2 pasa junto al agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea
Esta secuencia de vídeo muestra el movimiento de la nube de polvo G2 a medida que se acerca y, posteriormente, se aleja, del agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea.
Estas nuevas observaciones, realizadas con el VLT de ESO, han demostrado que la nube parece haber sobrevivido a su cercano encuentro con el agujero negro y sigue siendo un objeto compacto que no se ha estirado significativamente.
En esta secuencia vemos las observaciones realizadas en el periodo que va del año 2006 al 2014. Las últimas dos imágenes son de febrero y septiembre de 2014, antes y después de que el objeto pasara por su punto de máximo acercamiento al agujero negro. La cruz marca la posición del agujero negro supermasivo.
Crédito:
ESO/A. Eckart
Fuente: Observatorio Europeo Austral
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