Raro comportamiento en el agujero negro de galaxia M87 y los filamentos que revelan su actividad pasada y actual, según el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC).
Un equipo científico internacional ha logrado capturar la imagen más detallada y completa de los enigmáticos filamentos que rodean la galaxia M87.
Los investigadores utilizaron nuevas y potentes observaciones obtenidas con el Gran Telescopio de Canarias (GTC o Grantecan), ubicado en el archipiélago atlántico español.
En estas observaciones también se incorporaron imágenes proporcionadas por el Telescopio Canadá-Francia-Hawái (CFHT), un esfuerzo colaborativo de gran magnitud.
Según ha comunicado el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), el estudio revela cómo estas largas estructuras con forma de hilo se mueven y evolucionan.
El estudio también detalla cómo estas estructuras interactúan directamente con el entorno galáctico y con la intensa actividad del agujero negro supermasivo.
Los hallazgos de este equipo de investigación han sido recientemente publicados en la revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
La galaxia M87 y el raro comportamiento en el agujero negro
La galaxia M87 es una galaxia elíptica supergigante que se encuentra a unos 55 millones de años luz de distancia de nuestro planeta.
Es especialmente conocida por albergar un agujero negro supermasivo «extremadamente activo» que reside justo en su núcleo.
Este motor cósmico, con una masa de 6,500 millones de veces la masa del Sol, es famoso mundialmente por la colaboración Event Horizon Telescope.
Fue el mismo agujero negro cuya sombra se capturó por primera vez, un logro histórico en la astronomía moderna.
Su actividad es responsable de lanzar gigantescos chorros de partículas de alta energía que se extienden mucho más allá de las fronteras de M87.
Este espectáculo cósmico es particularmente visible y se aprecia mejor cuando se observa en la longitud de onda de la luz de radio.
El IAC explica que la actividad del agujero negro es variable: «sus chorros pasan por períodos muy activos seguidos de otros más tranquilos».
A pesar de estas fluctuaciones, estos chorros desempeñan un papel crucial en la configuración de la propia galaxia y del gas caliente que la rodea.
M87 se sitúa en un entorno único: el centro del cúmulo galáctico Virgo, un gigantesco sistema que agrupa a miles de galaxias.
Este cúmulo está sumergido en un gas intracúmulo caliente y difuso que puede alcanzar temperaturas de decenas de millones de grados Celsius.
El misterio de los filamentos galácticos
A pesar de las décadas de intensa investigación, el origen de estos filamentos que rodean a M87 sigue siendo una gran incógnita para los científicos.
Surgen preguntas clave: ¿De dónde provienen estas estructuras? ¿Cómo logran sobrevivir en un entorno tan hostil y caliente?
Y hasta qué punto están conectadas con el raro comportamiento en el agujero negro central, tal como creen muchos astrónomos.
«M87 es la galaxia más cercana que se conoce con este tipo de estructuras filamentosas», explicó Camille Poitras, autora principal del estudio.
Poitras, estudiante de máster en la Universidad Laval (Canadá), añadió que M87 es una de las pocas galaxias que presenta filamentos tan alejados del centro.
Algunas de estas estructuras parecen separadas, «flotando» incluso más allá de los límites de la propia galaxia elíptica.
Para obtener respuestas, el equipo combinó dos conjuntos de observaciones astronómicas que resultaron ser complementarias.
Primero, utilizaron el instrumento MEGARA del GTC para analizar dos regiones específicas de los filamentos.
Una región cercana al centro, próxima a los chorros activos, y otra mucho más lejana, en un entorno de la galaxia más tranquilo.
Para complementar los datos, el equipo utilizó nuevas observaciones del Telescopio Canadá-Francia-Hawái con el instrumento SITELLE.
Este último proporcionó una vista panorámica, una imagen global de toda la intrincada red de filamentos que se extiende por la galaxia.
Nuevos descubrimientos sobre la actividad del agujero negro
Gracias a la alta resolución proporcionada por el instrumento MEGARA, el equipo de astrónomos logró un descubrimiento clave.
Detectaron que los filamentos cercanos al centro también son agitados por movimientos locales de menor escala.
Estos pequeños movimientos probablemente son causados por explosiones de estrellas viejas, conocidas como supernovas de tipo Ia.
Estas supernovas son sucesos comunes que ocurren en toda la extensión de la galaxia elíptica M87, añadiendo energía al sistema.
«La capacidad de MEGARA de proporcionar información espacial al respecto de estos filamentos… ha sido fundamental», afirmó Antonio Cabrera Lavers.
Cabrera Lavers, jefe de operaciones científicas del GTC, destacó la sensibilidad que permite el telescopio para estudiar estructuras tan sutiles.
Sin embargo, el científico apuntó que «más lejos, la imagen cambia por completo», mostrando un raro comportamiento en el agujero negro pasado.
El filamento exterior, que se encuentra separado y alejado, se mueve de una forma más estable y mucho más uniforme.
Su presencia parece estar directamente relacionada con un chorro anterior, provocado por un periodo de actividad pasado del agujero negro.
La composición del gas dentro de estos filamentos también muestra variaciones químicas importantes.
El gas más cercano al núcleo galáctico está visiblemente afectado por el agujero negro y sus chorros, y es químicamente diferente al gas más lejano.
«Estas nuevas observaciones nos han ayudado a determinar cómo los flujos del agujero negro de M87 dan forma y energizan estos filamentos», explicó Marie-Lou Gendron-Marsolais.
La coautora del estudio concluyó que estos hallazgos son pruebas «vivas» de cómo el agujero negro afecta a la galaxia, incluso a grandes distancias de su núcleo.
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