Astrónomas chilenas observan por primera vez el que sería el despertar de un enorme agujero negro en tiempo real

A finales de 2019, una galaxia conocida bajo el nombre SDSS1335+0728, que hasta entonces no presentaba ninguna característica destacable para los científicos, empezó a brillar de repente más que nunca.

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Para entender por qué los astrónomos han utilizado datos de varios observatorios espaciales y terrestres, incluido el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), se debe rastrear cómo ha variado el brillo de la galaxia. 

En un estudio publicado recientemente, llegaron a la conclusión de que se están produciendo cambios nunca vistos en una galaxia, probablemente como resultado del repentino despertar del enorme agujero negro de su núcleo.

"Imagina que llevas años observando una galaxia lejana y que siempre ha parecido tranquila e inactiva", explica Paula Sánchez Sáez, astrónoma de ESO en Alemania y autora principal del estudio aceptado para su publicación en Astronomy & Astrophysics. "De repente, su núcleo comienza a mostrar cambios drásticos de brillo, a diferencia de cualquier evento típico que hayamos visto antes". Esto es lo que le sucedió a SDSS1335+0728, que ahora se clasifica como un núcleo galáctico activo (AGN) -una región compacta brillante alimentada por un agujero negro masivo- después de que se iluminara dramáticamente en diciembre de 2019.

Algunos fenómenos, detallan los expertos en un comunicado, como las explosiones de supernovas o los eventos de disrupción de marea -cuando una estrella se acerca demasiado a un agujero negro y se desgarra- pueden hacer que las galaxias se iluminen repentinamente. Pero estas variaciones de brillo suelen durar sólo unas docenas o, como mucho, unos cientos de días.

Lo particular de SDSS1335+0728 es que sigue haciéndose más brillante hoy en día, más de cuatro años después de que se la viera "encenderse" por primera vez. Además, indican los investigadores, las variaciones detectadas en la galaxia, situada a 300 millones de años luz en la constelación de Virgo, no se parecen a ninguna otra observada hasta ahora, lo que apunta a una explicación diferente.

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El equipo intentó comprender estas variaciones de brillo utilizando una combinación de datos de archivo y nuevas observaciones de varias instalaciones, incluido el instrumento X-shooter en el VLT de ESO en el desierto de Atacama en Chile.

Comparando los datos tomados antes y después de diciembre de 2019, descubrieron que SDSS1335+0728 ahora irradia mucha más luz en longitudes de onda ultravioleta, ópticas e infrarrojas. La galaxia también comenzó a emitir rayos X en febrero de 2024. "Este comportamiento no tiene precedentes", afirma Sánchez Sáez, también afiliada al Instituto Milenio de Astrofísica (MAS) de Chile.

"La opción más tangible para explicar este fenómeno es que estemos viendo cómo el núcleo de la galaxia empieza a mostrar (...) actividad", dice la coautora Lorena Hernández García, del MAS y de la Universidad de Valparaíso en Chile. "De ser así, sería la primera vez que vemos la activación de un agujero negro masivo en tiempo real".

Los agujeros negros masivos -con masas superiores a cien mil veces la de nuestro Sol- existen en el centro de la mayoría de las galaxias, incluida la Vía Láctea. "Estos monstruos gigantes suelen estar dormidos y no son directamente visibles", explica el coautor Claudio Ricci, de la Universidad Diego Portales, también en Chile. "En el caso de SDSS1335+0728, pudimos observar el despertar del agujero negro masivo, que repentinamente comenzó a darse un festín con el gas disponible en sus alrededores, volviéndose muy brillante".

"Este proceso (...) nunca se había observado antes", afirma Hernández García. Estudios anteriores informaban de galaxias inactivas que se volvían activas al cabo de varios años, pero ésta es la primera vez que el proceso en sí -el despertar del agujero negro- se ha observado en tiempo real. Ricci, que también está afiliado al Instituto Kavli de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Pekín (China), añade: "Esto es algo que podría ocurrirle también a nuestro propio Sgr A*, el enorme agujero negro (...) situado en el centro de nuestra galaxia", pero no está claro hasta qué punto es probable que esto ocurra.

Aún se necesitan observaciones de seguimiento para descartar explicaciones alternativas. Otra posibilidad es que se trate de una perturbación de marea inusualmente lenta, o incluso de un fenómeno nuevo. Si se trata de un fenómeno de marea, sería el más largo y débil jamás observado. 

"Independientemente de la naturaleza de las variaciones, esta galaxia proporciona información valiosa sobre cómo crecen y evolucionan los agujeros negros", afirma Sánchez Sáez. "Esperamos que instrumentos como MUSE en el VLT o los del próximo Telescopio Extremadamente Grande (ELT) sean clave para entender por qué la galaxia está brillando".

REDACCIÓN CIENCIA*

*Con información de Observatorio Europeo Austral (ESO)