Observan en vivo el despertar de un gigantesco agujero negro

A finales de 2019, la galaxia SDSS1335+0728, que antes no tenía nada de especial, de repente comenzó a brillar más que nunca. Un equipo de astrónomas y astrónomos ha analizado este fenómeno y lo vincula con el súbito despertar del agujero negro masivo, con aproximadamente un millón de masas solares, que hay en su centro. El estudio se publica en la revista Astronomy & Astrophysics.

«Imagina que has estado observando una galaxia distante durante años y siempre parece tranquila e inactiva», declara la autora principal, Paula Sánchez Sáez, astrónoma del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Alemania.

«De repente, su núcleo comienza a mostrar drásticos cambios en el brillo, de una forma totalmente diferente a lo que se había observado antes» indica la investigadora. Esto es lo que le sucedió a SDSS1335+0728 cuando, en diciembre de 2019 aumentó su brillo de forma impactante. Por eso ahora se clasifica como un «núcleo galáctico activo» (AGN por sus siglas en inglés, una región compacta y brillante alimentada por un agujero negro masivo).

Algunos fenómenos, como las explosiones de supernovas o los eventos de disrupción de marea (cuando una estrella se acerca demasiado a un agujero negro y se desgarra), pueden hacer que las galaxias se iluminen de forma repentina. Pero estas variaciones de brillo suelen durar unas pocas docenas o, como máximo, unos pocos cientos de días.

Actualmente, más de cuatro años después de que se viera por primera vez su “encendido”, SDSS1335+0728 sigue incrementando su brillo. Además, las variaciones detectadas en la galaxia, que se encuentra a 300 millones de años luz de distancia en la constelación de Virgo, no se parecen a nada de lo que se haya observado antes, lo que apunta hacia una explicación diferente.

Observaciones con el VLT

El equipo trató de comprender estas variaciones de brillo utilizando una combinación de datos de archivo y nuevas observaciones de varios observatorios espaciales y terrestres, incluido el instrumento X-shooter instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, en el desierto de Atacama.

Al comparar los datos tomados antes y después de diciembre de 2019, descubrieron que SDSS1335+0728 ahora irradia mucha más luz en longitudes de onda ultravioleta, óptica e infrarroja. La galaxia también comenzó a emitir rayos X en febrero de 2024. «Este comportamiento no tiene precedentes», afirma Sánchez Sáez, quien también está afiliada al Instituto Milenio de Astrofísica (MAS), en Chile.

«La opción más tangible para explicar este fenómeno es que estamos viendo cómo el núcleo de la galaxia está empezando a mostrar actividad», declara la coautora Lorena Hernández García, del MAS y de la Universidad de Valparaíso, en Chile. «De ser así, esta sería la primera vez que vemos la activación de un agujero negro masivo en tiempo real».

La mayoría de las galaxias, incluida la Vía Láctea, cuentan en su centro con un agujero negro masivo (con masas de más de cien mil veces la de nuestro Sol). «Estos monstruos gigantes suelen estar durmiendo y no son visibles de manera directa», explica el coautor, Claudio Ricci, de la Universidad Diego Portales, también en Chile. «En el caso de SDSS1335+0728, pudimos observar el despertar del agujero negro masivo, que de repente, comenzó a darse un festín con el gas disponible en sus alrededores, volviéndose muy brillante».

«Este proceso nunca se había observado antes», confirma Hernández García. Estudios anteriores señalaban que las galaxias inactivas se vuelven activas después de varios años, pero esta es la primera vez que el proceso en sí, el despertar del agujero negro, se ha observado en tiempo real.

Ricci, que también está afiliado al Instituto Kavli de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Pekín (China), añade: «Esto es algo que podría ocurrirle también a nuestro propio Sgr A*, el agujero negro masivo ubicado en el centro de nuestra galaxia», pero no está claro con qué probabilidad podría suceder.

Descartar otras posibilidades

Todavía se necesitan observaciones de seguimiento para descartar explicaciones alternativas. Otra posibilidad es que estemos viendo un evento de disrupción de marea (espaguetización y destrucción de una estrella que se acerca demasiado al agujero negro) inusualmente lento, o incluso un nuevo fenómeno. Si de hecho se trata de un evento de disrupción de marea, este sería el evento más largo y débil jamás observado.

«Independientemente de la naturaleza de las variaciones, esta galaxia proporciona información valiosa sobre cómo crecen y evolucionan los agujeros negros», dice Sánchez Sáez. «Esperamos que instrumentos como MUSE en el VLT o los del próximo Telescopio Extremadamente Grande (ELT, por sus siglas en inglés) sean clave para comprender por qué la galaxia está brillando» concluye la investigadora.

Referencia:

P. Sánchez-Sáez et al. «SDSS1335+0728: The awakening of a ∼ 10⁶M⊙ black hole», Astronomy & Astrophysics, 2024

Fuente: ESO