Los agujeros negros est¨¢n matando nuestro universo

El universo, tal y como lo conocemos desde nuestra visi¨®n limitada y sesgada, se muere. El ¡°todo¡± es cada vez m¨¢s grande, las distancias entre galaxias se incrementan a cada vez mayor velocidad y, por si fuera poco, las galaxias ya no forman tantas estrellas como antes. ?Y por qu¨¦ han bajado su ritmo de formaci¨®n? No ser¨¢ por falta de combustible para crear nuevas galaxias, solo el 10% del gas que existe en todo el cosmos se ha convertido en estrellas. Y la masa en forma de planetas es mil veces menor, hay mucho m¨¢s material ah¨ª fuera para formar m¨¢s mundos. Pero algo impide que el gas que hay entre las galaxias, o al que hay dentro de las galaxias, cree nuevos soles y m¨¢s planetas (?y m¨¢s vida?), al menos al ritmo que lo hac¨ªa antes.

El culpable m¨¢s probable de este fen¨®meno que est¨¢ matando nuestro universo es la acci¨®n del agujero negro supermasivo que pensamos que se encuentra en el centro de todas las galaxias. La teor¨ªa no es nada obvia. Porque estos monstruos, si bien tienen millones o miles de millones la masa de nuestro Sol, presentan un tama?o bastante peque?o comparado con una galaxia.

El agujero negro supermasivo de la V¨ªa L¨¢ctea, por ejemplo, es m¨¢s peque?o que la ¨®rbita de Venus. Si esos agujeros negros supermasivos est¨¢n detr¨¢s del galacticidio generalizado en el Universo, estamos hablando de que algo bastante peque?o a escala gal¨¢ctica, ya no digamos a escala c¨®smica, afecta a zonas miles de millones de veces m¨¢s grandes, las galaxias, y ha cambiado todo el universo. Es como si un ¨¢tomo pudiera parar el crecimiento de una persona, la relaci¨®n de tama?os es parecida, y acabar con toda la raza humana y con toda la vida por extensi¨®n.

Existen pruebas, recopiladas desde hace d¨¦cadas, que nos indican que la energ¨ªa que puede producirse alrededor de los agujeros negros supermasivos es inmensa. Un agujero negro en s¨ª afecta tanto el espacio-tiempo que todo se retuerce, incluso el tiempo se deforma y se para. Solemos decir que ni la luz puede escapar su atracci¨®n, aunque esa es una visi¨®n obsoleta del concepto de gravedad, superada por la relatividad general. Pero nos transmite la idea de que incluso algo que parece formidable como un fot¨®n no es capaz de salir del pozo de espacio-tiempo que crea un agujero negro.

Si algo pasa cerca del agujero negro, si bien no tan cerca como para no poder escapar, ya sea una nube de gas interestelar o una estrella, forma un disco alrededor del monstruo oscuro. Eso quiere decir que acaba despedazado, se suele hablar de que una persona se convertir¨ªa en un espagueti al lado de un agujero negro. En el proceso, la materia se calienta a tales temperaturas que puede llegar a emitir luz con una potencia que iguala o incluso supera la producida por el resto de la galaxia donde vive el agujero negro supermasivo, que puede tener billones de veces m¨¢s masa pero quedar eclipsada.

En esos casos en los que el material alrededor del agujero negro, que se conoce como disco de acreci¨®n, se vuelve s¨²per brillante, se dice que la galaxia tiene un n¨²cleo gal¨¢ctico activo, AGN por sus siglas en ingl¨¦s, ¡°ageene¡± en el argot astrof¨ªsico en espa?ol. Usando una sin¨¦cdoque, a veces se dice que eso es un ageene, cuando nos referimos a una galaxia que alberga un ageene. En el caso de los cu¨¢sares, los ageene m¨¢s extremos, solo vemos ese disco de material alrededor del agujero negro cuyo brillo eclipsa completamente el del resto de la galaxia anfitriona.

Los ageene a veces tambi¨¦n presentan un fen¨®meno que libera grandes cantidades de energ¨ªa, no solo en forma de luz, sino tambi¨¦n expulsando material a velocidades cercanas a la de la luz. No es el material ¡°dentro¡± del agujero negro, ese no puede escapar, es el que est¨¢ un poco m¨¢s all¨¢ del ¡°punto de no retorno¡±, que llamamos horizonte de sucesos. El material expulsado son los denominados chorros, que pueden extenderse hasta distancias equivalentes a decenas o m¨¢s de un centenar de veces el tama?o de una galaxia como la V¨ªa L¨¢ctea. Ese es el caso de Porfiri¨®n, cuyo descubrimiento sali¨® a la luz hace solo unas pocas semanas. La expulsi¨®n de material tambi¨¦n puede producirse porque las inmediaciones del agujero negro son tan brillantes que la propia luz empuja el gas circundante. ?Que la luz pueda empujar cosas, como si fuera el viento sobre una vela, es extraordinario!

Aunque los ageene ciertamente liberan grandes cantidades de energ¨ªa y se ha comprobado que expulsan cantidades importantes de gas muy caliente presentes en las inmediaciones del agujero negro a distancias supergal¨¢cticas, hasta ahora no hay pruebas directas de que pueda afectar al gas de toda la galaxia, y menos al gas fr¨ªo que es el que se necesita para formar estrellas y llena el espacio entre estrellas dentro de una galaxia, muy lejos del agujero negro supermasivo.

Los astrof¨ªsicos sabemos qu¨¦ hay que comprobar para ayudar a validar la teor¨ªa, pero construir el experimento no es tan f¨¢cil. Hay que buscar galaxias adecuadas, en las que el galacticidio se est¨¦ produciendo, sea inminente o muy reciente. Y para eso, como detectives, debemos recopilar informaci¨®n del estado de salud de muchas galaxias, y elegir las m¨¢s interesantes para tomar m¨¢s datos.

Pero no basta con elegir bien qu¨¦ galaxia usar como conejillo de indias, luego hay que tener un telescopio superpotente como JWST. La b¨²squeda de esas pruebas m¨¢s directas de que los agujeros negros supermasivos est¨¢n matando nuestro universo es uno de los objetivos cient¨ªficos del telescopio espacial James Webb, construido por la NASA, la ESA, y la CSA (que son las agencias espaciales estadounidense, europea y canadiense). En la misi¨®n James Webb Espa?a ha participado muy activamente a trav¨¦s de investigadores del Centro de Astrobiolog¨ªa (CAB), dependiente del Instituto Nacional de T¨¦cnica Aeroespacial (INTA) y del Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas (CSIC). Y precisamente un grupo del CAB, en colaboraci¨®n directa con la Universidad de Cambridge, acabamos de publicar un art¨ªculo en el que por primera vez se detecta gas fr¨ªo siendo expulsado de una galaxia moribunda en el universo joven. Es la ¡°Galaxia de Pablo¡±, hubo una nota de prensa de Nature al respecto, la present¨¦ y defend¨ª para que un equipo internacional que est¨¢ tomando datos con JWST la eligi¨¦ramos, y luego alg¨²n compa?ero gracioso la bautiz¨® (a mis espaldas, debo decir).

La galaxia, que por verg¨¹enza mejor llamarla GS10578, resulta que es bastante masiva, tanto como la V¨ªa L¨¢ctea, y se form¨® muy r¨¢pido en el Universo joven cuando este ten¨ªa solo un 15% de su edad actual. Y en ella hemos visto una prueba directa del car¨¢cter galacto-homicida de los agujeros negros supermasivos. En GS10578 el agujero negro todav¨ªa est¨¢ activo y hemos medido c¨®mo est¨¢ expulsando grandes cantidades de gas fr¨ªo, que en realidad no vemos, sino que lo detectamos porque ¡°nubla¡± la galaxia, al estar en la misma l¨ªnea de visi¨®n y absorber parte de los fotones que emiten las estrellas de GS10578.

Seguiremos buscando m¨¢s pruebas del proceso en el que los ageene est¨¢n quit¨¢ndole al alimento a las galaxias, que acaban muriendo de hambre, el destino de la moribunda GS10578, y de todas las dem¨¢s galaxias, incluida la V¨ªa L¨¢ctea. Todas acabar¨¢n apag¨¢ndose y el universo se quedar¨¢ sin estrellas brillando, pasar¨¢ a ser otra cosa, que nos podr¨¢ parecer muy hostil, ya no ser¨¢ tan nuestro, aunque ese sentimiento quiz¨¢s solo demuestra lo nimia y limitada que resulta no solo nuestra existencia sino la del material que forma la propia Tierra o el Sol, y los otros planetas y estrellas que existen, en el cosmos.

Vac¨ªo C¨®smico es una secci¨®n en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista cient¨ªfico, sino tambi¨¦n filos¨®fico, social y econ¨®mico. El nombre ¡°vac¨ªo c¨®smico¡± hace referencia al hecho de que el universo es y est¨¢, en su mayor parte, vac¨ªo, con menos de un ¨¢tomo por metro c¨²bico, a pesar de que en nuestro entorno, parad¨®jicamente, hay quintillones de ¨¢tomos por metro c¨²bico, lo que invita a una reflexi¨®n sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La secci¨®n la integran Pablo G. P¨¦rez Gonz¨¢lez, investigador del Centro de Astrobiolog¨ªa, y Eva Villaver, subdirectora del Instituto de Astrof¨ªsica de Canarias.