Los agujeros negros esquivos, esos lanzallamas gigantescos

Este a?o se ha anunciado el descubrimiento de un nuevo tipo de agujero negro gracias a observaciones hechas con el telescopio espacial de rayos X XMM-Newton, de la Agencia Europea del Espacio (ESA). Se trata de un agujero negro con una masa muy diferente a la de los conocidos hasta ahora: al menos 500 veces m¨¢s que el Sol. Con esa masa es un caso intermedio entre los agujeros negros peque?os, que tienen una masa parecida a la del Sol, y los que se ven en el centro de muchas galaxias, incluida la nuestra, y que son ?al menos un mill¨®n de veces m¨¢s masivos!

A pesar de que su existencia se esperaba, nadie hab¨ªa encontrado pruebas fiables de la existencia de estos agujeros negros intermedios hasta que se dispuso de las observaciones de XMM-Newton. Es uno de los ¨²ltimos hallazgos de este telescopio espacial europeo que ha llegado a los titulares de los medios.

Aunque lo m¨¢s espectacular cuando se estudia el cielo sean las fotograf¨ªas que se obtienen, lo que proporciona m¨¢s informaci¨®n son los espectros

Otro gran resultado de XMM-Newton se obtuvo a mediados de 2006, cuando otros astr¨®nomos encontraron uno de los c¨²mulos de galaxias m¨¢s lejanos conocidos. Los c¨²mulos son grupos de galaxias que se mantienen unidas por su mutua atracci¨®n gravitatoria, y su estudio ayuda enormemente a entender c¨®mo se ha formado el universo que conocemos.

La importancia de los espectros

Ambas noticias llamaron en su d¨ªa la atenci¨®n del p¨²blico. Sin embargo, muy a menudo lo que realmente interesa a los astr¨®nomos es algo que pasa inadvertido. El trabajo de los cient¨ªficos, y de los astr¨®nomos en particular, es la mayor¨ªa de las veces arduo, dif¨ªcil, met¨®dico, de pelearse con n¨²meros, datos y programas de ordenador, de sentarse y pensar para entender el significado de lo observado. Por ejemplo, aunque lo m¨¢s espectacular cuando se estudia el cielo sean las fotograf¨ªas que se obtienen, lo que proporciona mayor informaci¨®n no son ¨¦stas -aunque sean muy ¨²tiles-, sino los espectros, mucho menos atractivos est¨¦ticamente.

Los espectros permiten identificar la composici¨®n qu¨ªmica del objeto astron¨®mico en cuesti¨®n, c¨®mo se mueve, con qu¨¦ velocidad y en qu¨¦ direcci¨®n, su temperatura... en resumen, sus caracter¨ªsticas f¨ªsicas. De alguna manera, pasar de disponer de im¨¢genes a disponer de espectros es como para la polic¨ªa cient¨ªfica pasar de tener una fotograf¨ªa de un acusado a disponer de su ADN. La fotograf¨ªa es muy ¨²til, el ADN es determinante.

Por eso XMM-Newton, dise?ado para proporcionar los mejores espectros posibles en el rango de rayos X, nos desvela muchos de los misterios del universo m¨¢s violento.

Sirvan como ejemplo de nuevo los c¨²mulos de galaxias y los agujeros negros. El espacio entre las galaxias que integran un c¨²mulo est¨¢ lleno de una enorme cantidad de gas atrapado por aquellas, y muy caliente. Antes de XMM-Newton se pensaba que ese gas se deb¨ªa enfriar lentamente seg¨²n cae hacia el centro del c¨²mulo. La sorpresa fue que los espectros de los primeros c¨²mulos observados con XMM-Newton no revelaron muestra alguna de ese enfriamiento. ?Por qu¨¦ no? ?Qu¨¦ hace que el gas se mantenga caliente? Debe de haber alguna fuente calor.

La fuente de calor

Gracias a los espectros anteriores y a los estudios que les siguieron, ahora sabemos que la fuente de calor es el gigantesco agujero negro de la galaxia situada en el centro del c¨²mulo. Ese monstruo atrapa el gas de su entorno, que a su vez cae en remolino a velocidades vertiginosas. La rotaci¨®n del agujero negro hace que se formen chorros de part¨ªculas aceleradas a velocidades alt¨ªsimas, pr¨®ximas a la de la luz. Los chorros escapan del agujero negro y de la galaxia misma, chocando con el gas del c¨²mulo, calent¨¢ndolo, frenando su ca¨ªda y provocando finalmente que el agujero negro se apague por falta de gas que devorar.

Podemos pensar en ese agujero negro como un lanzallamas gigantesco que funciona de forma c¨ªclica: cuando se enciende sus llamas alcanzan distancias enormes, calientan el gas con el que se encuentran y lo frenan en su ca¨ªda. Pero como este mismo gas es el combustible del lanzallamas, llega un momento en que se agota y la llama se apaga. As¨ª el gas se enfr¨ªa, y de nuevo vuelve a caer puesto que ya no lo frena nada. Entonces el lanzallamas otra vez tiene combustible y se inicia otro ciclo. La interacci¨®n entre el agujero negro y el gas del c¨²mulo conforman un mecanismo interactivo de retroalimentaci¨®n, que regula el crecimiento del agujero negro y modela el interior del c¨²mulo.

Hemos resuelto un misterio m¨¢s. Gracias al telescopio XMM-Newton de la ESA comprendemos ahora mejor c¨®mo se ha formado el universo que conocemos a partir del Big-Bang, c¨®mo se acelera el gas en las proximidades de los agujeros negros y c¨®mo parte de este gas sale expulsado e interacciona con el medio. Sin embargo a¨²n queda mucho por hacer, por entender y por descubrir. Confiamos en que a XMM-Newton le queden muchos a?os para seguir gui¨¢ndonos en ese camino.

Mar¨ªa Santos-Lle¨° es astr¨®noma de la Agencia Europea del Espacio (ESA)