El monstruo que habita en la Vía Láctea

Domina el centro de nuestra galaxia, arrasando con estrellas enteras y domina la órbita de miles de objetos cercanos. Desvelemos los secretos de este monstruo galáctico, Sagitario A*, el agujero negro supermasivo que ocupa el centro de la Vía Láctea.

 

En el centro de la Vía Láctea habita un verdadero monstruo, que engulle cualquier estrella que ose acercarse demasiado a él y que domina la dinámica de toda la región central de la galaxia. Este monstruo es un agujero negro supermasivo con una masa de más de cuatro millones de veces la de nuestro Sol (que ya de por sí supone el 99,8 % de la masa de nuestro sistema solar), situado a unos 26 000 años luz de la Tierra. Recibe el nombre de Sagitario A*, pero no siempre hemos sabido tanto sobre él.

La primera pista de que algo impresionante rondaba por esa región de la Vía Láctea la tuvimos en 1933 cuando Karl Janski, considerado uno de los padres de la radioastronomía, observó una intensa fuente de ondas de radio proveniente de la constelación de Sagitario, en la dirección en la que pensábamos estaba el núcleo galáctico. Esta fuente recibió el nombre de Sagitario A. No fue hasta dos décadas más tarde, en 1954, que se confirmó que efectivamente esta fuente debía encontrarse en el mismo centro de la galaxia y otras dos décadas más, en 1974, que se diferenció un objeto compacto y brillante en esta región, que recibió el nombre de Sagitario A* (leído como Sagitario A estrella, porque en inglés al asterisco lo llaman así).

Desde la década de 1980 se empezó a sospechar que este objeto debía de tratarse de un agujero negro (y uno especialmente grande) pues concentraba una masa millones de veces más grande que la de nuestro Sol en una región muy pequeña. Todas las observaciones de Sagitario A* debían hacerse en ondas de radio, microondas o infrarrojos, pues la región en la que se encuentra no resulta transparente a la parte visible del espectro electromagnético, es decir a la luz “normal”, la que nuestros ojos son capaces de ver. Esto es debido a la gran cantidad de polvo entre nuestro sistema solar y el centro de la Vía Láctea.

Este polvo es tal como para causar una extinción equivalente de 25 magnitudes. Para que entiendas qué significa esto, si una nube de gas y polvo con propiedades similares se situara entre la Tierra y el Sol, bloquearía la luz de la estrella con tal efectividad, que la superficie terrestre recibiría la misma luz que recibe de una sola de las estrellas más brillantes del cielo nocturno. Sin embargo, esta misma nube completamente opaca a la luz visible es transparente a longitudes de onda mayores y de esta forma podemos observarla.

Ya desde los 90 empezaron a observarse meticulosamente las órbitas de algunas estrellas cercanas al agujero negro, estudiando la trayectoria que trazaban con el tiempo. Una de estas estrellas, denominada simplemente S2, despertó especial interés, por orbitar excepcionalmente cerca de Sagitario A*, tardando tan solo 16 años en completar una órbita. Esto permitió (y ha permitido desde entonces) situar la masa del agujero negro por encima de los cuatro millones de veces la masa del Sol, confinada en un espacio unas decenas de veces más grande que la órbita terrestre. Estas investigaciones y otras relacionadas llevaron a Reinhard Genzel y Andrea Ghez a compartir con Roger Penrose el premio Nobel de Física de 2020.

Más recientemente, alrededor de Sagitario A* se han detectado estrellas con órbitas que desafían la intuición y cuya mera existencia pone a prueba la teoría de la relatividad general, de Albert Einstein. La estrella S2 es la mejor estudiada de entre todos los objetos que ocupan la zona, pero sin duda no es la única, ni la más extrema. Esta estrella, que orbita al agujero negro a unas 118 veces la distancia que separa al Sol y la Tierra (conocida como unidad astronómica o UA, unos 150 millones de kilómetros) o el doble que la separación máxima entre Plutón y nuestra estrella, alcanza velocidades de más del 2 % de la velocidad de la luz.

Sin embargo la estrella S4714 se acercaría hasta las 12 unidades astronómicas, aproximadamente la misma distancia que separa a Saturno del Sol y podría alcanzar velocidades cercanas al 8 % de la velocidad de la luz, o unos 24 000 kilómetros por segundo, en el punto más cercano de su órbita. A esta velocidad, la estrella cubriría la distancia entre la Tierra y la Luna en unos 16 segundos y la distancia entre la Tierra y el Sol en menos de dos horas.

Sagitario A* no parece ser uno de los conocidos como núcleos activos de galaxias, que consisten en agujeros negros supermasivos con altísimos niveles de emisión de ondas. De hecho estos objetos son los más luminosos del universo, descontando a aquellos que brillan tan solo durante un breve periodo de tiempo, como las supernovas o los estallidos de rayos gamma. La galaxia M87, situada a unos 53 millones de años luz de la nuestra, sí contiene en su centro un agujero negro supermasivo activo, que fue fotografiado hace unos años en la famosa primera foto de un agujero negro.

Referencias:

Genzel et al, 1994, The nucleus of our Galaxy, Reports on Progress in Physics, 57 (5), doi:10.1088/0034-4885/57/5/001

José Luis Oltra de perfil

José Luis Oltra (Cuarentaydos)

Soy físico de formación y viajero de vocación. Divulgo ciencia allí donde me lo permiten, aunque principalmente en youtube y tiktok bajo el nombre de Cuarentaydos. Por aquí me verás hablando de la física del universo, desde las galaxias y estrellas más grandes hasta las partículas subatómicas que las componen.

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