Cómo unas extrañas estructuras de ondas de radio podrían revelar detalles sobre las fusiones galácticas, según la NASA

En el año 2021, los científicos pudieron captar por primera vez lo que hoy se conocen como círculos de radio extraños (ORC, por sus siglas en inglés). Sin embargo, aquello que había pasado desapercibido, ya que son débiles y los equipos tecnológicos no estaban lo suficientemente avanzados para captarlas, sería clave en la exploración y el entendimiento de fenómenos cósmicos hasta ahora esquivos, tales como los comportamientos de los agujeros negros y el proceso de fusión entre galaxias, según una reciente investigación.

Es que estas ondas de radio circulares masivas que rodean galaxias enteras, cuyo origen es desconocido, podría ser esencial en el estudio no solo de estas misteriosas formaciones circulares que rodean galaxias enteras, sino también en la observación directa de las interacciones entre masivas estructuras cósmicas y los efectos energéticos resultantes de tales encuentros. Este avance, publicado en Astronomy and Astrophysics Letters por un equipo de científicos del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre de Garching, Alemania, promete profundizar el entendimiento en la dinámica galáctica, la evolución del universo y los mecanismos subyacentes que rigen la formación y transformación de las galaxias.

Según indicaron en un comunicado de la NASA, el grupo de expertos decidió estudiar una de estas peculiares formaciones, denominada “Cloverleaf” (hoja de trébol en español), a partir de la detección de emisiones de rayos X. “Esta es la primera vez que alguien ha visto una emisión de rayos X asociada con un ORC”, comentó la astrofísica Esra Bulbul, quién dirigió el estudio. Además, este método de análisis y el entendimiento que brinda sobre las estructuras de ondas de radio extrañas abre las puertas a la posibilidad de estudiar eventos como, por ejemplo, los comportamientos de los agujeros negros.

En el documento, explicaron que ya se han encontrado hasta ocho ORCs dispersos por el espacio que se encuentra por fuera de la Vía Láctea. En ese sentido, Bulbul expresó la fascinación y la incertidumbre alrededor de estas estructuras, ya que “la potencia necesaria para producir una emisión de radio tan expansiva es muy fuerte” y ni siquiera las mejores simulaciones pudieron mostrar su proceso de creación teniendo en cuenta su intensidad.

¿Cómo lograron llevar a cabo la observación?

Esra Bulbul, junto con el investigador postdoctoral Xiaoyuan Zhang, utilizaron datos provenientes del telescopio de rayos X eROSITA (Extended Roentgen Survey with an Imaging Telescope Array), y en menos de 7 minutos lograron captar emisiones de la radiación electromagnética que aparentemente provenían de Cloverleaf. Según lo manifestado desde la NASA, “eso les dio un caso lo suficientemente fuerte como para reunir un equipo más grande y asegurar tiempo adicional en el telescopio con XMM-Newton, una misión de la ESA (Agencia Espacial Europea)”, un observatorio espacial nombrado en honor al físico Isaac Newton, que está en funcionamiento desde finales de 1999.

Si bien los científicos tuvieron tan solo cinco horas y media con el telescopio, pudieron obtener los resultados que esperaban: “Realmente tuvimos suerte”, dijo Zhang. En realidad, las ondas que habían detectado con eROSITA no eran del ORC, pero fueron evidencia suficiente como para tener acceso al XMM-Newton.

¿Qué significan los rayos X que emite Cloverleaf?

Los rayos X, invisibles para el ojo humano, rodean a los gases de la estructura que contiene a un grupo de galaxias. Las observaciones del comportamiento del gas dejaron ver que esas galaxias en realidad pertenecían a dos grupos separados que se aproximaron y se encuentran en un proceso de fusión.

“Cuando las galaxias se unen, su mayor masa combinada aumenta su gravedad. El gas circundante comienza a caer hacia adentro, lo que calienta el gas que cae. Cuanto mayor es la masa del sistema, más caliente se vuelve el gas”, comentan desde la NASA. Gracias a esto, es posible para los astrofísicos tener una noción acerca de cuántas galaxias se encuentran dentro del Cloverleaf, que serían alrededor de una docena.

Las fusiones de estas galaxias generaron ondas de choque tan masivas que aceleraron a un grupo de partículas que, como resultado, produjeron emisiones de radio. Si bien los eventos de fusión entre galaxias son comunes, los ORC no lo son, y esto podría deberse a esas partículas presentes.

El origen de las partículas afectadas continúa siendo incierto, pero el científico del proyecto de la NASA para XMM-Newton en el Centro de Vuelo Espacial Goddard, Kim Weaver, expresó que “una idea fascinante para la poderosa señal de radio es que los agujeros negros supermasivos residentes pasaron por episodios de actividad extrema en el pasado, y los electrones reliquia de esa antigua actividad fueron reacelerados por este evento de fusión”.

Las investigaciones sobre este sistema deben continuar para que los astrónomos logren determinar con la mayor exactitud posible la razón detrás de las masivas emisiones de ondas de radio de los ORCs. Estos estudios podrán también aportar conocimiento sobre otros eventos astronómicos, ya que su existencia comprende interacciones que suceden a lo largo de todo el universo.