Identifican el origen de nubes de gas que alimentan al agujero negro de la Vía Láctea

Las nubes de gas que orbitan el corazón de la Vía Láctea y que han desconcertado a los astrónomos durante dos décadas parecen tener al fin una explicación.

Una estrella binaria masiva, identificada como IRS 16SW y próxima al agujero negro supermasivo Sagitario A, actúa como fuente de estos “grumos” de gas que, en su flujo, alimentan de forma sostenida al propio agujero negro.

Así lo revela un estudio liderado por el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), cuyos resultados se publican en la revista Astronomy & Astrophysics. El hallazgo ofrece un modelo coherente de cómo la materia se canaliza desde el entorno estelar denso hasta el centro galáctico, donde se integra en los procesos de acreción de Sagitario A\.

Las simulaciones desarrolladas por el equipo del MPE indican que la entrada periódica de cúmulos de gas de una masa terrestre aproximadamente cada diez años bastaría para mantener la actividad observable de Sagitario A\. El estudio se apoya en observaciones inéditas logradas con los espectrógrafos SINFONI y ERIS, capaces de realizar espectroscopía infrarroja de alta resolución en el entorno extremadamente denso del núcleo galáctico.

La región central de la Vía Láctea se caracteriza por concentrar una enorme densidad de estrellas, gas y polvo, cuyos movimientos están sujetos a fuerzas gravitatorias extremas. Este entorno resulta único para analizar los procesos físicos que rigen la materia en las inmediaciones de un agujero negro y comprender los mecanismos por los cuales dicho objeto se nutre de material nuevo.

Durante los últimos veinte años, la comunidad astronómica ha detectado varias nubes de gas compactas en las proximidades de Sagitario A\, mediante observaciones en el rango infrarrojo. Estos objetos —entes compactos, brillantes y dinámicos— constituyen pruebas directas de los mecanismos que trasladan el gas hacia el centro galáctico.

El primero en ser identificado fue G2, una nube de gas ionizado semejante a varias veces la masa de la Tierra, caracterizada por su emisión de hidrógeno y helio calientes. G2 se desplaza en una órbita alargada y deja tras de sí una estela tenue, conocida como G2t, tal como se consignó en el informe de Astronomy & Astrophysics. El análisis retroactivo de datos permitió entonces distinguir un objeto anterior, G1, que recorre una trayectoria notablemente similar.

La revisión de estos hallazgos llevó a proponer que G1, G2 y G2t representan en realidad un sistema interconectado, donde cúmulos más densos emergen a partir de fluctuaciones moderadas de densidad en una corriente gaseosa mayor. La luminosidad de estos objetos depende del cuadrado de su densidad, lo que amplifica su detección y refuerza la idea de una fuente común.

Avances recientes han permitido detectar además un tercer núcleo compacto, generado por condensación del gas residual de la cola de G2 —aunque el nombre G3 ya corresponde a otro objeto en la nomenclatura científica—, fortaleciendo la hipótesis de que todos estos cúmulos conforman una estructura denominada corriente G1-2-3, que señala el trayecto del material hacia el agujero negro central.

El ritmo de “caída” de estos cúmulos hacia Sagitario A\ resulta clave: la transferencia de una masa terrestre cada década ofrece la cantidad suficiente de material para explicar la actividad actual observada en el agujero negro, como destaca el informe del MPE en Astronomy & Astrophysics. Comprender el origen de estos cúmulos se vuelve esencial para dilucidar la dinámica de alimentación y crecimiento de los agujeros negros en ambientes galácticos densos como el de la Vía Láctea.

La procedencia de estos cúmulos ha sido objeto de debate en la literatura astronómica, con hipótesis que iban desde vientos de estrellas masivas hasta procesos explosivos como novas o el desprendimiento de gas motivado por fuerzas de marea asociadas a Sagitario A\.

Los resultados revelaron que las órbitas de estos cúmulos compactos presentan una orientación y forma fundamentalmente idénticas. La probabilidad de que objetos independientes, no relacionados entre sí, compartan parámetros orbitales tan específicos es prácticamente nula, enfatizó el MPE en Astronomy & Astrophysics. Esta coincidencia permite afirmar que los tres cúmulos tienen un origen común y estructurado, en vez de ser simples accidentes dinámicos del medio interestelar.

La reconstrucción inversa de las trayectorias de estos grumos de gas, considerando tanto su posición como su velocidad radial, condujo a los investigadores a la estrella binaria masiva IRS 16SW. Este sistema se ubica dentro del disco de estrellas jóvenes que orbitan Sagitario A\ en dirección horaria. Las pequeñas diferencias observadas entre las rutas de los cúmulos y el movimiento orbital de IRS 16SW son congruentes con un origen en este sistema binario, cuyas variaciones se reflejan en los parámetros orbitales de los cúmulos.