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Difícilmente vamos a encontrar objetos astronómicos que atraigan más al público y que al mismo tiempo disparen más su imaginación que los agujeros negros. No es de extrañar que esto sea así. Los agujeros negros son el resultado de la muerte de estrellas muy masivas. Objetos tremendamente densos que con su campo gravitatorio son capaces de deformar el espacio-tiempo que les rodea, dando lugar a todo tipo de situaciones raras y extrañas. No es de extrañar que estas peculiaridades suyas les hayan convertido en unos de los objetos más usados en los relatos de ciencia ficción.

A todo esto hay que añadir que el centro de algunas galaxias albergan un agujero negro de proporciones inimaginables, son los conocidos y temidos agujeros negros supermasivos. Estos agujeros son capaces de devorar estrellas enteras. Algunos de estos agujeros negros residen tranquilamente en el centro de las galaxias como puede ser el caso del agujero negro que está en el centro de nuestra Vía Láctea. En cambio otros han convertido la galaxia que habitan en una galaxia activa, esto es, una galaxia que emite unos increíbles chorros de energía.

La típica imagen que tenemos de los agujeros negros como devoradores insaciables no tiene que corresponderse con la realidad. Los agujeros negros que residen en el centro de galaxias, como puede ser el de nuestra Vía Láctea, no están todo el tiempo devorando estrellas. Esto es lo que han descubierto un grupo de científicos dirigidos por Suvi Gezari de la Universidad Johns Hopkins. Su trabajo ha sido publicado en la revista Nature y lleva por título: An ultraviolet–optical flare from the tidal disruption of a helium-rich stellar core.

El equipo realizó su descubrimiento haciendo uso del telescopio Pan-STARRS1 que se encuentra en el monte Haleakala en Hawaii. Su búsqueda consistía en encontrar agujeros negros que estuvieran dándose un festín en el momento de su observación. El 31 de Mayo de 2010 encontraron que el agujero negro del centro de una galaxia que se encuentra a unos 2.700 millones de años luz de nosotros, mostraba claros signos de estar en pleno proceso de ingestión de una estrella. El agujero negro en cuestión tiene una masa de unos tres millones de masas solares, lo que hace que sea aproximadamente del mismo tamaño que el agujero negro que reside en el centro de nuestra galaxia.

Cuando una estrella pasa cerca de un agujero negro la intensa gravedad de éste crea unas tremendas fuerzas de marea que consiguen despedazar la estrella, entonces, el gas que la forma cae hacia el agujero negro formando una espiral, el gas se calienta durante este proceso y empieza a emitir radiación electromagnética, este repentino “encendido” de agujeros negros es lo que andaba buscando el equipo de Gezari. Según parece el agujero negro en cuestión había estado sin ingerir nada durante anteriores observaciones, pero en mayo de 2010 se observó claramente que el agujero negro estaba emitiendo radiación, dicho de otro modo, estaba devorando una estrella. El tiempo que le ha llevado al agujero negro despedazar la estrella y dar buena cuenta de los constituyentes de la misma ha sido de aproximadamente un año.

Así que según parece los agujeros negros supermasivos que residen en el centro de las galaxias no están devorando estrellas constantemente, más bien, parece un picoteo que sucede de vez en cuando. Si el ritmo al que estos agujeros se alimentan aumentara considerablemente esto podría presentar un problema para la formación de nuevas estrellas en la galaxia. Al menos esto es lo que ha encontrado otro grupo de científicos estudiando galaxias activas.

Las galaxias activas se caracterizan por tener en su centro un agujero negro supermasivo cuyo ritmo de ingerir materia de sus zonas circundantes no es un picoteo, como es el caso del agujero negro que acabamos de ver o como podría ser el del propio agujero negro del centro de nuestra galaxia. En las galaxias activas sus agujeros negros centrales devoran material a un buen ritmo.

Hasta ahora se sabe que la actividad del agujero negro y la formación de estrellas en la galaxia están relacionados de alguna manera. Según parece ambos procesos aumentan a la vez hasta que se alcanza cierto punto, momento en el cual la actividad del agujero negro sigue creciendo pero en cambio la formación estelar se detiene.

Este equipo de científicos liderados por Mathew Page del University College London's Mullard Space Science Laboratory ha estudiado galaxias activas para entender cómo la actividad de los núcleos de estas galaxias afecta a la formación estelar. Para ello han tenido que estudiar una época del Universo cuando la formación estelar era mucho más intensa que ahora, dicha época sucedió hace entre 12.000 y 8.000 millones de años. Para su estudio han utilizado los datos provenientes de los telescopios Herschel y Chandra. Sus resultados también han sido publicado en la revista Nature, bajo el título: The suppression of star formation by powerful active galactic nuclei.

Lo que Page y su equipo han encontrado es que cuando el agujero negro se alimenta a un ritmo muy elevado empieza a emitir mayor cantidad de radiación. Hay que recordar que según cae la materia hacia el agujero negro suele hacerlo en forma de espiral. En dicha espiral el rozamiento del gas que está cayendo hacia el agujero negro hace que éste se caliente alcanzando temperaturas altísimas, consiguiendo así que el gas llegue a emitir radiación en forma de rayos X. Pues bien, esta radiación que es expulsada desde el agujero negro se extiende por la galaxia y es tan energética que impide que otras nubes de gas colapsen para formar nuevas estrellas.

Agujeros negros de millones de veces la masa del Sol que son capaces de engullir estrellas que pasen despistadas por sus cercanías. Agujeros negros que son el motor de las galaxias activas capaces de emitir tal cantidad de radiación como para detener el proceso de formación de nuevas estrellas en la galaxia que los alberga. Los agujeros negros, objetos titánicos que curvan y deforman el espacio-tiempo de formas difíciles de imaginar. No es de extrañar que estos objetos pueblen las páginas de las novelas de ciencia ficción, ciertamente tienen todos los elementos para llevar nuestra imaginación a sus límites.

Credit: Far-infrared: ESA/Herschel/PACS/SPIRE/C.D. Wilson, MacMaster University, Canada; X-ray: ESA/XMM-Newton/EPIC; visible: ESO/MPG 2.2-m telescope on La Silla.

A doce millones de años luz se encuentra Centaurus A, una galaxia elíptica. Las galaxias se clasifican según su forma, las hay espirales, espirales barradas, elípticas e irregulares.

Se ha estado observando a Centaurus A con distintos telescopios, consiguiendo así información sobre la misma en distintas longitudes de onda. Centaurus A llama nuestra atención porque tiene una característica peculiar que no es normal en las galaxias. En las imágenes se aprecia clarísimamente que pose una especie de disco gas y polvo ¿de donde ha salido? Según parece ese disco son los restos que quedan de otra galaxia, en el pasado Centaurus A tuvo que chocar contra otra galaxia, engulléndola en plan caníbal.

Centaurus A ha estado siendo observada por los telescopios Herschel Space Observatory y XMM-Newton x-ray los cuales nos han desvelado con gran claridad la existencia de unos jets. Estos jets no son más que materia que sale expulsada de la galaxia. Los jets tienen la particularidad de emitir con mucha intensidad en ondas de radio. Este tipo de emisiones suele ser debido a electrones que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz dentro de campos magnéticos. Los jets tal y como se ven en las imágenes no parecen ser unas estructuras muy grandes pero no nos dejemos engañar, en realidad llegan a extenderse a lo largo de un millón de años luz.

Credit: Far-infrared: ESA/Herschel/PACS/SPIRE/C.D. Wilson, MacMaster University, Canada; X-ray: ESA/XMM-Newton/EPIC; visible: ESO/MPG 2.2-m telescope on La Silla

Estos jets son una característica típica de lo que se conoce como galaxias activas. En el corazón de este tipo de galaxias se encuentra un agujero negro alrededor del cual se forma un disco de acreción, esto es, un disco de materia que gira a altas velocidades mientras cae hacia el agujero negro. La materia en el interior de este disco está sometida a procesos de rozamiento y dado que además gira a altísimas velocidades, resulta que la materia se alcanza temperaturas tan altas que acaba emitiendo radiación electromagnética en forma de rayos X.

Las galaxias activas son auténticos titanes cósmicos en el sentido de que son capaces de generar y mantener tremendos procesos energéticos como son sus jets, por no mencionar el agujero negro que se encuentra en su centro el cual es alimentado por cantidades ingentes de materia. Centaurus A posiblemente ha alcanzado ese estado de galaxia activa debido a su pasado caníbal.