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1 de Febrero de 2018 - Nota vista 423 veces

¡Sorpresa! Los «vientos negros» generan materia

Un equipo de investigadores logra explicar cómo pueden formarse nuevas estrellas en los lugares más destructivos del Universo.

Sencillamente, no debería haber materia allí. Pero la realidad es tozuda y la existencia de enormes cantidades de moléculas en los vientos generados por los agujeros negros supermasivos de los centros de las galaxias es algo que ha desconcertado a los astrónomos desde que esos vientos fueron descubiertos, hace ya una década.

Las moléculas, en efecto, marcan generalmente las zonas más frías del espacio y los agujeros negros son, por el contrario, los fenómenos más energéticos de todo el Universo. Por eso, encontrar moléculas de materia (como hidrógeno) en el mismísimo interior de los «vientos negros» fue algo así como descubrir partículas de hielo dentro de un horno.

Desde entonces, los astrónomos discuten sobre cómo cualquier forma de materia podía ser capaz de sobrevivir al inmenso calor de esas emisiones energéticas, pero una nueva teoría puesta a punto por investigadores de la Universidad Northwestern predice que, en realidad, esas enigmáticas moléculas no son en absoluto supervivientes, sino materia totalmente nueva, nacida en el interior de los propios vientos, y además con una serie de propiedades únicas que les permiten adaptarse, y prosperar, en ese entorno tan hostil.

La teoría, recién publicada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, es obra de Alexander Richings y Claude-André Faucher-Giguère, que desarrollaron el código informático que, por primera vez, ha sido capaz de modelar con detalle los procesos químicos que se producen en el medio interestelar cuando éste se acelera como consecuencia de la radiación que emite un agujero negro supermasivo durante su crecimiento.

«Cuando el viento de un agujero negro barre el gas de su galaxia anfitriona –explica Richings– el gas se calienta a muy altas temperaturas, lo que destruye cualquier molécula que pudiera existir. Pero al modelar en nuestras simulaciones la química molecular en el interior de los vientos del agujero negro, descubrimos que este gas “barrido” puede enfriarse después y formar nuevas moléculas».

La teoría resuelve las cuestiones (sin solución hasta ahora) planteadas por observaciones previas llevadas a cabo por varios observatorios astronómicos de vanguardia, como el Herschel y el Atacama Large Millimeter Array, un potente radiotelescopio situado en Chile.

En 2015, los astrónomos confirmaron la existencia de potentes emisiones energéticas (los «vientos negros»), procedentes de agujeros negros supermasivos en el centro de muchas galaxias. Emisiones que destruyen todo lo que encuentran a su paso, incluyendo las moléculas destinadas a formar nuevas estrellas. También se presume que esos vientos son los responsables directos de la existencia de galaxias elípticas «rojas y muertas», en las que ya no se pueden formar nuevas estrellas.

Pero entonces, en 2017, los astrónomos se llevaron una gran sorpresa al observar la formación de nuevas estrellas en el interior mismo de los vientos y moviéndose rápidamente a través de ellos, un fenómeno a todas luces imposible dadas las condiciones extremas que se dan dentro de estos flujos de energía procedentes de la actividad de los agujeros negros.

Lo más desconcertante era que esas nuevas estrellas tenían por fuerza que haberse formado a partir de gas molecular que, como hemos visto, es sistemáticamente destruido por las extremas condiciones que reinan en el interior de los vientos negros. Ahora, la nueva teoría de Richings y Faucher-Giguère ha conseguido explicar por qué. De hecho, la teoría mantiene las predicciones previas de que los vientos del agujero negro destruyen todas las moléculas que hallan a su paso, pero también predice por primera vez un mecanismo por el que nuevas moléculas de materiales como el hidrógeno, el monóxido de carbono o el agua, pueden formarse después en el interior mismo de esos vientos destructores.

Para Claude-André Faucher-Giguère, coautor de la investigación, «esta es la primera vez que el proceso de formación de moléculas ha sido simulado con todo detalle, y en nuestra opinión, es una explicación muy convincente para la existencia omnipresente de moléculas en el interior de los vientos generados por agujeros negros supermasivos, una de las principales cuestiones pendientes en este campo».

Richings y Faucher-Giguère, además, predicen que las nuevas moléculas formadas en el interior de los vientos negros son más cálidas y brillantes en el infrarrojo que las moléculas preexistentes. En todo caso, la nueva teoría será puesta a prueba cuando la NASA lance, en primavera de 2019, el nuevo telescopio espacial James Webb, el sucesor del Hubble, con una potencia cien veces superior. Si la teoría es correcta, entonces el nuevo telescopio podrá examinar con detalle en el infrarrojo los agujeros negros supermasivos y sus ardientes alrededores. Entornos, sorprendentemente, capaces de generar, también, la materia prima para nuevas estrellas.