La Vía Láctea tiene un pasado explosivo; su hoyo negro estuvo muy activo

XMM-Newton revela que el agujero negro supermasivo de la Galaxia experimentó una gran actividad. El observatorio también muestra dónde se esconde la materia ‘perdida’ de la Galaxia.

Aunque quien suele acaparar los titulares es la misteriosa materia oscura, los astrónomos saben que aún no han descubierto toda la materia ‘normal’, o materia bariónica, de nuestra Galaxia. Pero ahora eso ha cambiado gracias al trabajo del observatorio XMM-Newton de la ESA.

Un exhaustivo análisis de su archivo de observaciones ha desvelado que existe una gran cantidad de materia bariónica por toda la Galaxia. XMM-Newton la ha encontrado en forma de gas a un millón de grados, permeando tanto el disco de la Galaxia, donde se encuentra la mayoría de las estrellas, como en el halo que la rodea.

El halo es enorme. Mientras que el Sol se encuentra a tan solo 26.000 años luz del centro de la Galaxia, esta nube esférica se extiende hasta un mínimo de 200.000 – 650.000 años luz.

XMM-Newton

Fabrizio Nicastro, del Instituto Nacional de Astrofísica, Observatorio Astronómico de Roma, en Italia, y sus colegas llevan más de 15 años siguiéndole la pista a los bariones perdidos. Su último descubrimiento con XMM-Newton muestra que la Galaxia cuenta con bastante gas a un millón de grados como para contenerlos a todos.

Si hasta ahora no se había detectado, es porque no emite luz visible. No obstante, los astrónomos lo encontraron gracias al oxígeno de la nube, que absorbía rayos X a longitudes de onda muy específicas procedentes de la luz emitida por objetos celestes más distantes.

Y este no ha sido el único descubrimiento que ocultaban los datos. En el momento de modelarlos mediante simulaciones por ordenador para comprender la forma en que el gas se distribuye alrededor de la Galaxia, el equipo no obtuvo la respuesta esperada.

Como explica Nicastro: “Según la física gravitacional más simple, se espera que la densidad del gas disminuya del centro hacia fuera”. Así, la densidad del gas llegará a su máximo en el centro de la Galaxia, reduciéndose al mínimo en los extremos. Pero hay un problema. “Me pasé tres meses intentando que los datos coincidieran con el modelo sin conseguirlo”, admite.

Tras probar todas las demás opciones, finalmente alejó la densidad máxima del centro de la Galaxia. A unos 20.000 años luz del centro de la Galaxia, el modelo empezó a encajar. Pero seguía sin comprender por qué el modelo ahora funcionaba, hasta que recordó que esta distancia también es el tamaño de dos grandes ‘burbujas’ de rayos gamma descubiertas en 2010 por el telescopio espacial Fermi de la NASA, que se extienden a lo largo de miles de años luz por encima y por debajo del centro de la Galaxia.

Así, Nicastro desarrolló otro modelo con una burbuja central de gas de baja densidad extendiéndose hasta 20.000 años luz. Al aplicar este modelo de densidad a sus datos de rayos X, comprobó que funcionaba a la perfección.

Nicastro reconoce que fue “inesperado y emocionante”, ya que significaba que algo había empujado el gas del centro de la Galaxia hacia fuera, creando una burbuja gigante.

Los astrónomos saben que existe un agujero negro supermasivo en el centro de nuestra Galaxia. En la actualidad no muestra actividad alguna, pero la burbuja indica que las cosas eran muy distintas hace seis millones de años.

Este agujero negro supermasivo destruía estrellas y nubes de gas, devorando su contenido. Durante el proceso, la materia a punto de ser absorbida se calentaba y expulsaba grandes cantidades de energía, empujando el gas del halo y haciendo que la burbuja fuera ampliándose.

Al observar el Universo más lejano, los astrónomos ven que un pequeño porcentaje de las galaxias contienen un núcleo brillante, denominado ‘núcleo galáctico activo’. Ahora, gracias a este estudio, los astrónomos saben que, en algún momento, nuestra Vía Láctea tuvo uno.

Seis millones de años después, la onda expansiva generada por esta actividad ha recorrido 20.000 años luz, creando la burbuja vista por XMM-Newton. Entre tanto, el agujero negro supermasivo se quedó sin materia de la que alimentarse, por lo que paró su actividad.

“Creo que ahora las pruebas de que la Vía Láctea fue más activa en el pasado son claras”, explica Nicastro.

Por su parte, Norbert Schartel, científico de la ESA para el proyecto XMM-Newton concluye: “Con este resultado hemos dado un gran paso hacia delante. Además, significa que la próxima generación de telescopios de rayos X, como la misión ATHENA de la ESA, tendrá mucho que estudiar desde su lanzamiento en 2028”.

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“A Distant Echo of Milky Way Central Activity closes the Galaxy’s Baryon Census”, de F. Nicastro et al. (2016), está publicado en The Astrophysical Journal Letters, 828, L12 (doi:10.3847/2041-8205/828/1/L12). Puede consultarse un PDF del documento aceptado en: http://arxiv.org/abs/1604.08210.