El misterioso centro de la V¨ªa L¨¢ctea

Varios equipos de astr¨®nomos de todo el mundo compiten en la actualidad por conocer lo que se esconde en el centro de la V¨ªa L¨¢ctea, la galaxia a la que pertenece nuestro sistema solar. Oscurecido por nubes gigantes de polvo y materia estelar, el n¨²cleo, situado a una corta distancia, en t¨¦rminos astron¨®micos, de la Tierra, puede albergar uno de los misteriosos agujeros negros cuya existencia fascina y preocupa a los cient¨ªficos. Jon Marcaide, astr¨®nomo espa?ol, en la actualidad investigador en el Instituto Max Planck de Radioastronom¨ªa de la Rep¨²blica Federal de Alemania, explica lo que se sabe sobre esta regi¨®n gal¨¢ctica y los m¨¦todos utilizados para conocerla mejor.

Desde los a?os veinte se sabe que lo que llamamos V¨ªa L¨¢ctea es una galaxia (espiral) normal, es decir, un aglomerado de unos 100.000 millones de estrellas y mucho material (polvo, gas, etc¨¦tera) interestelar que gira alrededor de un eje de simetr¨ªa. Este movimiento de rotaci¨®n ha hecho, con la ayuda de varios miles de millones de a?os, que la mayor¨ªa de las estrellas y casi todo el material interestelar se concentren en un disco. Al centro de este disco le llamamos centro de la V¨ªa L¨¢ctea (CVL), y lo que lo hace extraordinario es que nosotros nos encontremos en el disco gal¨¢ctico, a tan s¨®lo unos 30.000 a?os luz de ¨¦l. En s¨ª, puede que el CVL sea un vulgar n¨²cleo gal¨¢ctico de los millones que hay por el universo, pero para nosotros es extraordinario, pues es el ¨²nico n¨²cleo gal¨¢ctico que el hombre puede aspirar a estudiar con gran detalle, debido a su proximidad, y, por tanto, en cierto modo, a utilizarlo como llave para entender este fen¨®meno en el resto del universo.Nadie ha hecho hasta ahora una fotograf¨ªa del CVL, a pesar de las recientes noticias aparecidas en los medios de comunicaci¨®n sobre los ¨²ltimos descubrimientos de los cient¨ªficos Kwok Yung Lo y Mark J. Claussen. La visibilidad en la direcci¨®n hacia el CVL es pr¨¢cticamente nula, debido al tremendo oscurecimiento producido por part¨ªculas de polvo en el medio interestelar del disco gal¨¢ctico. Simplemente, la naturaleza no ha querido que el hombre pueda ver el CVL. Es m¨¢s, si no hubiera habido polvo en el disco gal¨¢ctico para absorber la luz visible y luego remitirla en otras longitudes de onda de radiaci¨®n m¨¢s largas (por ejemplo, el infrarrojo), la banda de la V¨ªa L¨¢ctea hubiera aparecido en nuestras noches tan brillante, especialmente en la direcci¨®n al CVL, que indudablemente hubiera afectado la evoluci¨®n del hombre y sus creencias a lo largo de los siglos en un grado no menor que lo que el Sol, la Luna y los planetas lo han hecho.

Sin embargo, en los ¨²ltimos 20 a?os la ciencia y la t¨¦cnica han avanzado lo suficiente para proporcionar al hombre medios para producir im¨¢genes del CVL procesando la informaci¨®n contenida en ondas electromagn¨¦ticas m¨¢s largas que la longitud de onda de la luz visible. De este modo, utilizando ondas de radio se han podido obtener, desde 1975, im¨¢genes (mapas) del CVL. La primera imagen de alta resoluci¨®n (detalle) fue producida por Ekers y sus colaboradores utilizando el radiointerfer¨®metro de Westerbork, en Holanda, pa¨ªs este de grandes pioneros en astronom¨ªa. A partir de 1980, con la puesta a punto de otro instrumento similar, pero t¨¦cnicamente mucho m¨¢s avanzado, en las planicies de Nuevo M¨¦xico, en EE UU, se ha podido mejorar tremendamente la calidad de estas im¨¢genes.

Nubes calientes

Desde entonces han sido al menos media docena de distintos grupos los que han utilizado este instrumento para este prop¨®sito. Quiz¨¢ los ¨²ltimos hayan sido Lo y Claussen, que informan de sus resultados en la publicaci¨®n brit¨¢nica Nature, con fecha 15 de diciembre ¨²ltimo.Lo original en el art¨ªculo de Lo y Claussen es la interpretaci¨®n que ellos hacen de su nueva imagen del CVL, junto con una reinterpretaci¨®n de unos resultados, publicados en 1980, de Lacy y sus colaboradores (entre ellos el premio Nobel Charles Townes) de la universidad de Berkeley. Las observaciones experimentales estupendas de la l¨ªnea espectral del ne¨®n ionizado del grupo de Berkeley hab¨ªan mostrado que en el CVL hay unas nubes extremadamente calientes girando r¨¢pidamente (con velocidades de hasta 250 kil¨®metros por segundo). Lacy y sus amigos encontraron asimismo que hab¨ªa cierta ordenaci¨®n espacial entre las distintas velocidades, y lo atribuyeron a alg¨²n tipo de rotaci¨®n, pero no pudieron discernir los detalles finos de los movimientos. Desde entonces, Brown y sus colaboradores, y Ekers, otra vez, y sus colaboradores han postulado nuevos modelos en base a sus nuevas im¨¢genes de radio (cada vez de mejor calidad). El ¨²ltimo paso, por ahora, lo han dado hace unos d¨ªas Lo y Claussen, quienes, con im¨¢genes muy mejoradas -y, como siempre, repito, conseguidas en el ordenador y con cierta subjetividad inevitable en el tratamiento de los datos-, han reinterpretado a los autores anteriores rebatiendo o / y anulando sus modelos y proporcionando un modelo nuevo que aparentemente es consistente con sus resultados.

Seg¨²n este nuevo modelo de Lo y Claussen, muy atrevido por cierto, alrededor de hace 100.000 a?os tuvo lugar en el CVL alg¨²n acontecimiento natural extraordinario que detuvo el proceso de formaci¨®n de estrellas gigantes, y muy calientes, que estaba teniendo lugar, y que cre¨® (no se sabe c¨®mo, pero parece haber evidencia observacional de ello) una cavidad casi vac¨ªa de polvo y gas molecular -que son el caldo b¨¢sico para el nacimiento de estrellas-, dejando en el centro de ella un c¨²mulo de estrellas, que ya para entonces se hab¨ªan formado. Al borde de esta cavidad, y en el plano gal¨¢ctico, los autores dicen encontrar evidencia de un anillo de materia densa, altamente ionizada, que emite radiaci¨®n del tipo que los astr¨®nomos llaman t¨¦rmica (un poco confusamente, ya que la radiaci¨®n es emitida por electrones acelerados en los campos el¨¦ctricos de los iones, si bien es verdad que tanto aqu¨¦llos como ¨¦stos existen en la zona por razones t¨¦rmicas) y de radiaci¨®n, tambi¨¦n t¨¦rmica, proviniente de dos filamentos perpendiculares al anillo, a lo largo de los cuales la materia est¨¢ cayendo hacia el CVL.

El comienzo de la fascinaci¨®n

Seg¨²n estos autores, la materia cae hacia el centro, y no al rev¨¦s. Es decir, se excluye que esta materia haya sido eyectada desde el centro. A ello sigue, en su art¨ªculo, un poco de especulaci¨®n de si en el centro del c¨²mulo de estrellas se ha empezado ya a formar un agujero negro o no. Sin embargo, aqu¨ª no acaba la historieta (aunque s¨ª el art¨ªculo de Lo y Claussen), sino que m¨¢s bien es aqu¨ª donde empieza la fascinaci¨®n del CVL.Nuestro colega Lo sabe, por ser un gran especialista en el tema, que en el CVL hay todav¨ªa algo mucho m¨¢s compacto, mucho m¨¢s peque?o, unas 1.000 veces m¨¢s peque?o que los tama?os de los que hasta ahora habl¨¢bamos. Esta nueva regi¨®n, extraordinariamente peque?a para las escalas c¨®smicas, es del tama?o del sistema solar. En ella, electrones con velocidades relativistas deben moverse helicoidalmente en campos magn¨¦ticos, emitiendo as¨ª un tipo de radiaci¨®n especial, no t¨¦rmica, cuyas caracter¨ªsticas son bien conocidas para los f¨ªsicos: la radiaci¨®n sincrotr¨®n. Los astr¨®nomos encuentran este tipo de radiaci¨®n, adem¨¢s de en nuestra V¨ªa L¨¢ctea, en los restos de explosiones supernova, en los n¨²cleos de galaxias cercanas y en los qu¨¢sares, objetos estos ¨²ltimos incre¨ªblemente energ¨¦ticos que nos env¨ªan esta marca de identidad desde los confines mismos del universo accesible para el hombre, que los estudia utilizando t¨¦cnicas modernas de interferometr¨ªa, como VLBI, cuyos radiotelescopios -que graban los datos sincronizados en tiempo mejor que al nanosegundo, o milmillon¨¦sima parte del segundo- est¨¢n situados habitualmente en distintos continentes. Desgraciadamente para la aplicaci¨®n de esta t¨¦cnica al estudio del CVL, ¨¦ste aparece s¨®lo unas breves horas sobre los horizontes europeo y norteamericano, ya que su posici¨®n en la b¨®veda celeste corresponde al hemisferio sur, donde el uso de la t¨¦cnica de VLBI no est¨¢ muy desarrollado.

Una regi¨®n diminuta

A pesar de los obst¨¢culos presentes (que desaparecer¨ªan llevando un radiotelescopio al espacio), la regi¨®n compacta en el CVL ha sido estudiada con detalle. As¨ª, en 1977, Kellermann y sus colaboradores informaron que hab¨ªan detectado dentro de esta regi¨®n peque?¨ªsima dos componentes, una de ellas todav¨ªa unas 20 veces m¨¢s peque?a que la otra. Repetidos intentos por otros grupos de investigaci¨®n (entre ellos el de Lo) para confirmar esta informaci¨®n han fracasado. Tal confirmaci¨®n ser¨ªa de fundamental importancia, ya que pocas cosas, adem¨¢s de un agujero negro, podr¨ªan emitir en una zona tan compacta con las caracter¨ªsticas conocidas de la radiaci¨®n.Recientemente, Lo nos inform¨® de un nuevo fracaso, y quien escribe estas l¨ªneas y sus colaboradores tambi¨¦n han fracasado este mismo a?o, a pesar de ser capaces de medir 40 veces m¨¢s sensiblemente que el valor medido por Kellermann y sus colaboradores, gracias a utilizar por vez primera un nuevo equipo instrumental con el interfer¨®metro Effelsberg (de la Max Planck, cerca de Bonn), en Robledo de Chavela (de la NASA, cerca de Madrid), el m¨¢s sensible que hoy d¨ªa existe.

?Nunca existi¨® tal componente, siendo su detecci¨®n un error experimental, o es que la componente tiene una intensidad muy variable? Caben ambas alternativas. Consta esta vez que tanto la instrumentaci¨®n de Lo como la nuestra -en muchos radiotelescopios del mundo la misma- funcionaban perfectamente, ya que ambos pudimos detectar la otra componente m¨¢s gruesa y proporcionar la misma estimaci¨®n de su tama?o. Lo encuentra, con un tipo de evidencia, que esta componente es alargada en la direcci¨®n perpendicular al plano de la V¨ªa L¨¢ctea. Nosotros encontramos, con otro tipo de evidencia, el mismo resultado, aunque puede que nuestra componente tenga que ser en esa direcci¨®n algo m¨¢s gruesa que la de Lo. Por si estos enigmas fueran pocos, ya en 1980 Brown y Lo informaron de variaciones de la intensidad de emisi¨®n en cuesti¨®n de d¨ªas y meses.

Hay muchos enigmas y no se puede decir a¨²n la ¨²ltima palabra. Todav¨ªa no se ha hecho m¨¢s que comenzar a descifrar el contenido del coraz¨®n del centro de la V¨ªa L¨¢ctea. La investigaci¨®n de los pr¨®ximos a?os, quiz¨¢ con la contribuci¨®n a?adida del nuevo radiotelescopio germano-franco-espa?ol en el pico Veleta, en Granada, a punto ya, traer¨¢ novedades fascinantes.