Las entrañas de un núcleo galáctico, imagen astronómica con mayor resolución de la historia

Representación del núcleo activo de una galaxia./ Wolfgang Steffen

Una colaboración internacional entre 15 antenas terrestres y la antena de la misión espacial RadioAstron (de la Agencia Espacial Rusa), en órbita alrededor de la Tierra, ha conseguido captar la imagen con mayor resolución de la historia de la astronomía. El trabajo, liderado por investigadores del CSIC en el Instituto de Astrofísica de Andalucía, aporta nuevas claves para el estudio de las galaxias activas.

Esta imagen ha sido posible gracias a la técnica conocida como interferometría de muy larga base (VLBI por su acrónimo en inglés), que desde 1974 permite que múltiples radiotelescopios separados geográficamente trabajen al unísono, funcionando como un telescopio con un diámetro equivalente a la distancia máxima que los separa.

La astronomía en ondas de radio, un tipo de luz indetectable a simple vista, resulta imprescindible para el estudio de la formación de estrellas o de los agujeros negros supermasivos, al permitir observarlos con una resolución angular miles de veces mejor que la que podemos obtener con telescopios ópticos. «Al combinar por primera vez todas estas antenas hemos logrado la resolución que tendría una antena con un tamaño equivalente a ocho veces el diámetro terrestre, unos veinte microsegundos de arco», apunta José Luis Gómez, investigador del CSIC en el Instituto de Astrofísica de Andalucía, que encabeza el estudio.

Visto desde la Tierra, esos 20 microsegundos de arco corresponderían al tamaño de una moneda de dos euros en la superficie de la Luna, una resolución que ha permitido atisbar con una precisión inigualable las regiones centrales del objeto conocido como BL Lacertae, el núcleo activo de una galaxia situado a novecientos millones de años luz y que está alimentado por un agujero negro de unos doscientos millones de veces la masa de nuestro Sol.

Objetos extremos

Los núcleos de galaxias activas son los objetos más energéticos del universo y pueden emitir de forma continua más de 100 veces la energía liberada por todas las estrellas de una galaxia como la nuestra. Estas galaxias contienen un agujero negro supermasivo de hasta miles de millones de masas solares rodeado de un disco de gas y cuentan con la presencia de jets relativistas (chorros de partículas subatómicas perpendiculares al disco que viajan a velocidades cercanas a la de la luz).

«Parece claro que los jets se originan como consecuencia de la caída de material del disco al agujero negro central, pero aún desconocemos en gran medida cómo se forma el haz de partículas y cómo se acelera hasta velocidades cercanas a la de la luz. Sabemos, sin embargo, que el campo magnético juega un papel fundamental», señala Gómez.

La hipótesis predominante sostiene que, debido a la rotación del agujero negro y el disco, las líneas de campo magnético se “enrollan” y forman una estructura helicoidal que confina y acelera las partículas que forman los jets. El estudio de BL Lacertae ha aportado un dato fundamental para la confirmación de ese escenario, ya que ha permitido obtener la primera evidencia directa de la existencia de un campo magnético helicoidal a gran escala en un núcleo de una galaxia activa.

“La resolución proporcionada por RadioAstron nos permite una visión única de las regiones más internas de los núcleos activos, donde se produce la mayor parte de su energía”, comenta Yuri Kovalev, investigador del Astro Space Center y director científico de la misión RadioAstron.

• J. L. Gómez et al. Probing the innermost regions of AGN jets and their magnetic fields with Radioastron. I. Imaging BL Lacertae at 21 microarcsecond resolution. The Astrophysical Journal. DOI: 10.3847/0004-637X/817/2/96