Así se ven los vientos en un agujero negro supermasivo

Los telescopios NuSTAR de la NASA Y XMM-Newton de la ESA han mostrado que los feroces vientos de un agujero negro surgen en todas las direcciones, un fenómeno sospechado pero difícil de demostrar. Este descubrimiento ha dado a los astrónomos su primera oportunidad de medir la fuerza de estos vientos ultra-rápidos y demostrar que son lo suficientemente potentes como para inhibir la capacidad de la galaxia anfitriona para hacer nuevas estrellas.

"Sabemos que los agujeros negros en los centros de las galaxias pueden alimentarse de la materia, y este proceso puede producir vientos. Se cree que esto regula el crecimiento de las galaxias", dijo Fiona Harrison, del Instituto de Tecnología de California (Caltech) en Pasadena, California. Harrison es investigadora principal del NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) y co-autor de un nuevo libro sobre estos resultados que aparecen en la revista Science. "Conociendo la velocidad, forma y tamaño de los vientos, ahora podemos averiguar lo poderosos que son".

Los agujeros negros supermasivos explotan materia en sus galaxias anfitrionas, con vientos de rayos X que viajan a hasta un tercio de la velocidad de la luz. En el nuevo estudio, los astrónomos determinaron que PDS 456, un agujero negro muy brillante conocido como un cuásar a más de 2 millones de años-luz de distancia, sostiene vientos que transportan más energía cada segundo de la que se emite en más de mil millones de soles. "Ahora sabemos que los vientos quásar contribuyen significativamente a la pérdida de masa de una galaxia, la expulsión de su suministro de gas, que es el combustible para la formación de estrellas", dijo el autor principal del estudio, Emanuele Nardini de la Universidad de Keele en Inglaterra.

Telescopios espaciales

NuSTAR y XMM-Newton observaron simultáneamente PDS 456 en cinco ocasiones en 2013 y 2014. Se complementan entre sí mediante la observación de diferentes partes del espectro de luz de rayos X, en alta y baja energía, respectivamente. Anteriores observaciones del XMM-Newton habían identificado vientos de agujero negro que soplan hacia nosotros, pero no pudieron determinar si los vientos también se propagaron en todas direcciones. XMM-Newton había detectado átomos de hierro, que son transportados por los vientos junto con otras materias, sólo directamente frente al agujero negro, donde se bloquean los rayos X.

Los científicos combinaron datos de rayos X de alta energía de NuSTAR con las observaciones de XMM-Newton. Al hacer esto, fueron capaces de encontrar firmas de hierro dispersada desde los lados, lo que demuestra que los vientos emanan del agujero negro no en un haz, sino de una forma casi esférica. Con la forma y el alcance de los vientos conocido, los investigadores pudieron determinar la fuerza de los vientos y el grado en el que pueden inhibir la formación de nuevas estrellas.