Dos chimeneas gigantes desde el centro de la Vía Láctea

Estas burbujas fueron descubiertas en 2010 por el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA: una se extiende por encima del plano de la Vía Láctea, mientras que la otra lo hace por debajo, dando lugar a una enorme figura de reloj de arena de unos 50.000 años luz, casi la mitad del diámetro de la galaxia. Podría decirse que el material es escupido desde las regiones centrales de nuestra Vía Láctea donde se encuentra Sagitario A*, su agujero negro.

Ahora, XMM-Newton ha descubierto dos canales de material caliente y emisor de rayos X con origen en Sagitario A*, relacionando así de forma definitiva las inmediaciones del agujero negro y las burbujas.

“Sabemos que los vientos y las proyecciones de material y energía que expulsa una galaxia son responsables de esculpir y alterar la forma de dicha galaxia a lo largo del tiempo. Se trata de actores fundamentales en la formación y evolución de las galaxias y otras estructuras en el cosmos”, señala el autor principal del estudio, Gabriele Ponti, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) de Garching (Alemania) y del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia.

“Por suerte, nuestra galaxia nos ofrece un laboratorio en el que explorar estos fenómenos al detalle y estudiar cómo el material sale al espacio a nuestro alrededor. Gracias a los datos recopilados por XMM-Newton entre 2016 y 2018, hemos elaborado el mapa de rayos X más amplio jamás realizado del centro de la Vía Láctea”. 

Este mapa ha revelado largos canales de gas supercaliente que se prolongan cientos de años luz, por encima y por debajo del plano de la Vía Láctea.

Los científicos creen que estos canales funcionan como tubos de escape a través de los cuales se transporta energía y masa desde el centro de la galaxia hacia la base de las burbujas, rellenándolas con material nuevo.

Este hallazgo explica cómo la actividad, presente y pasada, en el núcleo de nuestra galaxia anfitriona se relaciona con la existencia de estructuras de gran tamaño a su alrededor.

La emisión podría ser un remanente del pasado de nuestra galaxia, de un periodo en el que la actividad era más frecuente y potente, o podría demostrar que incluso las galaxias “quiescentes” (aquellas que albergan un agujero negro supermasivo relativamente tranquilo y niveles moderados de formación estelar, como la Vía Láctea) pueden producir emisiones de material grandes y muy energéticas.

“La Vía Láctea se considera una especie de prototipo de galaxia espiral —señala Mark Morris, de la Universidad de California en Los Ángeles (Estados Unidos) y coautor del estudio—. En cierta medida, este hallazgo arroja luz sobre el comportamiento de las galaxias espirales típicas y su contenido a través del cosmos”. 

A pesar de su clasificación como quiescente en la escala de actividad galáctica, datos anteriores de XMM-Newton han revelado que el centro de nuestra galaxia es bastante caótico y turbulento. Las estrellas moribundas explotan con gran violencia, arrojando material al espacio; las estrellas binarias giran en círculo; y Sagitario A*, un agujero negro con la masa de cuatro millones de soles, está a la espera de material que devorar para después expeler radiación y partículas energéticas.

Los gigantes cósmicos como Sagitario A* e incluso otros aún más masivos alojados en galaxias por todo el cosmos serán explorados en profundidad por futuros observatorios de rayos X como Athena, el Telescopio Avanzado para la Astrofísica de Alta Energía, que se lanzará en 2031. Otra futura misión de la ESA, Lisa, la Antena Espacial por Interferometría Láser, buscará ondas gravitacionales liberadas durante la fusión de agujeros negros supermasivos en el centro de galaxias distantes.

Entretanto, los científicos estarán ocupados investigando estos agujeros negros gracias a misiones actuales como XMM-Newton. 

“Aún queda mucho por hacer con XMM-Newton. El telescopio podría efectuar un barrido de una región mucho mayor del centro de la Vía Láctea, lo que nos ayudaría a cartografiar las burbujas y el gas caliente que rodean nuestra galaxia, así como a estudiar su conexión con el resto de los componentes de la Vía Láctea y, con suerte, averiguar cómo se relacionan todos ellos entre sí”, añade Gabriele.

“Por supuesto, también estamos deseando contar con Athena y descubrir todo lo que nos permitirá hacer”.

Athena combinará espectroscopia de rayos X de altísima resolución con unas excelentes capacidades de imagen en amplias áreas del firmamento, lo que permitirá a los científicos estudiar la naturaleza y el movimiento del gas caliente cósmico como nunca antes.

“Este extraordinario resultado de XMM-Newton nos ofrece una vista inédita de lo que está sucediendo realmente en el núcleo de la Vía Láctea, además del mayor mapa de rayos X jamás creado de la región central”, apunta Norbert Schartel, científico del proyecto XMM-Newton de la ESA.

“Resulta especialmente emocionante en el contexto de nuestras próximas misiones. XMM-Newton está abriendo camino a la futura generación de observatorios de rayos X, creando numerosas oportunidades para que estos potentes instrumentos realicen nuevos y sustanciales descubrimientos sobre nuestro Universo”. 

Notas para los editores

El artículo “An X-ray Chimney extending hundreds of parsecs above and below the Galactic Centre”, de G. Ponti et al., está publicado en la revista Nature.

Los datos de XMM-Newton se han empleado en conjunción con datos de archivo del observatorio de rayos X Chandra de la NASA.

Las burbujas que se extienden por encima y por debajo del disco de la Vía Láctea se conocen como burbujas de Fermi y fueron descubiertas en datos de rayos gamma recopilados por el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA en 2010. 

Para más información:

Gabriele Ponti
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Germany
and INAF Brera Astronomical Observatory, Italy
Tel: +39 0272320425
Email: gabriele.ponti@inaf.it

Mark Morris
University of California, Los Angeles, USA
Tel:  +1 310 825 3320
Email: morris@astro.ucla.edu

Norbert Schartel
XMM-Newton project scientist
European Space Agency
Email: norbert.schartel@sciops.esa.int

Markus Bauer
ESA Science Programme Communication Officer
Tel: +31 71 565 6799
Mob: +31 61 594 3 954
Email: markus.bauer@esa.int