Descubren rayos gama emitidos desde los agujeros negros gigantes más lejanos y violentos del Universo

Un equipo internacional de científicos, en el que participa el profesor de la Universitat de València Eduardo Ros, ha combinado los instrumentos astronómicos más adelantados, los telescopios VLBA y Fermi, para estudiar los agujeros negros supermasivos, miles de millones a veces más pesado que nuestro Sol, aun cuando ocupan un espacio menor que nuestro Sistema Solar. Estos astrónomos han observado, por primera vez, como por ejemplo jets producidos por los agujeros negros gigantes –ubicados al centro de las galaxias activas o cuásares- producen enormes cantidades de rayos gama, la forma de luz conocida más energética.

Los expertos de Alemania, España y EE UU han combinado observaciones del cielo de rayos gama obtenidos con el satélite Fermi de la NASA con imágenes grabadas desde radiotelescopios terrestres, los cuales constituyen el Very Long Baseline Array (VLBA). Estos resultados se publican en dos artículos de la revista Astrophysical Journal Letters en su número del primero de mayo.

La materia que rodea los agujeros negros sale disparado a velocidades enormes en forma de rayos o ‘jets’ visibles para los radiotelescopios –descubiertos en radiofrecuencia hace unas tres décadas-, y estos jets producen luz en rayos gama. Eduardo Ros, que acaba de incorporarse al departamento d’Astronomía y Astrofísica de la Universitat de València como profesor después de once años en Alemania, asegura que han conseguido “confirmar que los ‘monstruos’ más masivos del Universo, estos agujeros negros gigantes, son también los responsables de la luz más energética que hay”.

Por su parte, Yuri Kovalev, astrónomo del Instituto Max Planck de Radioastronomia de Bonn (Alemania), afirma que estas galaxias son sorprendentes, “al fin sabemos que los 'jets' galácticos más rápidos, los más compactos y los más brillantes que podemos ver con nuestros radiotelescopios son los mismos que pueden empujar la luz a las energías más altas”.

Las galaxias activas lejanas acogen en su parte central agujeros negras supermasivos en rotación. Éstos atraen estrellas, gas y polos, y forman campos magnéticos gigantes. Estas fuerzas magnéticas pueden atrapar parte del gas en caída cabe al agujero negro y las expulsan a velocidades próximas a la de la luz lejos del núcleo galáctico, formando 'jets'. Los científicos llevan años preguntándose cuál es la composición y naturaleza de estos flujos de materia, y si las energías puestas en juego son capaces de producir luz al otro extremo del espectro electromagnético. Precisamente esto es el que está ocurriendo.

El telescopio EGRET mostró los primeros indicios a finales de los años 90 en rayos gama, así como el observatorio espacial Chandra en rayos X. Las predicciones de los astrónomos acaban de confirmarse gracias a dos de los instrumentos astronómicos más adelantados: el VLBA y Fermi. La colaboración entre estos dos telescopios permite comprender mejor los mecanismos de aceleración y de emisión de luz de la en torno a los misteriosos agujeros negros, poderosos "monstruos" del Universo.

Una lupa para los fenómenos más energéticos

Las observaciones de rayos gama corren con cargo al Fermi Gama-ray Telescope, de la agencia espacial norteamericana, en funcionamiento desde el verano del 2008. Fermi está construido por obtener varias imágenes completas del cielo cada día, y de este modo, recoger la luz de las regiones del universo más extremas (cómo son los núcleos activos de galaxias, los púlsares o las explosiones de rayos gama). Estas observaciones no son suficientes por discriminar el lugar de procedencia de la radiación observada. Eduardo Ros explica: "El VLBA nos sirve como una lupa con la cual podemos apreciar los detalles de los fenómenos más energéticos del Universo lejano, como si estuvieran ocurriendo al otro lado de a pie, aquí a nuestra galaxia." Más todavía, los objetos que Fermi registra como los más extremos en rayos gama, también presentan simultáneamente erupciones de luz en las longitudes de ola de radio.

El VLBA de la National Science Foundation estadounidense es un sistema de 10 radiotelescopios distribuidos desde Hawai en la parte occidental hasta las Islas Vírgenes a su zona más oriental. Se construyó el 1993 por poder seguir en detalle la evolución de los objetos más brillantes del Universo con la mayor agudeza visual (o resolución) conocida en astronomía. Matthew L. Lister, profesor de física a la Universidad de Purdue, indica: "Hemos sido más de diez años tomando imágenes de las galaxias más brillantes del cielo en radio para estudiar cómo cambian sus 'jets'. Hemos esperado para comparar nuestras observaciones con las que los nuevos cielos en rayos gama nos mostraran, y ahora ya lo tenemos! ".

El trabajo no s acaba aquí: los astrónomos han encontrado que la región del 'jet' más próxima al agujero negro es la que produce la luz de rayos gama y las erupciones en radiofrecuencia, y ambos fenómenos son simultáneos. Aun así, “todavía hemos de encajar varias piezas del rompecabezas: hay puntos brillantes al cielo de rayos gama que no emiten luz en el visible o en radio, y no sabemos a qué objetos corresponden”, apunta Ros. “Con la combinación de estos dos ‘miradores’, VLBA y Fermi, seguimos al acecho de nuevos descubrimientos a los cielos”, concluye el imatges de les galàxies més brillants del cel en radio per estudiar com canvien els astrónomo de la Universitat de València.