El Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha proporcionado la imagen más clara hasta ahora de la región que rodea un agujero negro supermasivo, resolviendo un debate de décadas sobre las causas del brillo infrarrojo inusual cerca de estos motores galácticos. Nuevos datos de JWST confirman que este exceso de luz no proviene del material expulsado por el agujero negro, sino del polvo y el gas que caen activamente en él. Este descubrimiento perfecciona nuestra comprensión de cómo crecen los agujeros negros y cómo influyen en las galaxias que habitan.
El rompecabezas de las emisiones infrarrojas
Durante más de 20 años, los astrónomos han observado un excedente inesperado de radiación infrarroja alrededor de los agujeros negros supermasivos (SMBH) en galaxias activas. La teoría predominante sugería que este brillo se originaba a partir de flujos sobrecalentados: corrientes de materia expulsadas de las inmediaciones del agujero negro. Sin embargo, esta explicación nunca coincidió completamente con las observaciones.
El avance del JWST en la galaxia Circinus
Un estudio reciente, publicado en Nature Communications, utilizó JWST para examinar la galaxia Circinus, ubicada a 13 millones de años luz de la Tierra. Al combinar las nítidas imágenes del JWST con observaciones terrestres, los investigadores descubrieron que aproximadamente el 87% del exceso de emisiones infrarrojas se origina en el disco de material que gira en espiral hacia el SMBH. Este disco, conocido como disco de acreción, se forma cuando el gas y el polvo caen hacia el agujero negro, calentados a temperaturas extremas por fuerzas gravitacionales.
El equipo utilizó el interferómetro de enmascaramiento de apertura (AMI) de JWST para duplicar efectivamente la resolución del telescopio, lo que permitió una claridad sin precedentes. Como explica Joel Sánchez-Bermúdez, astrofísico de la Universidad Nacional de México, esto equivale a observar con un telescopio de 13 metros en lugar del tamaño estándar de 6,5 metros de Webb.
Agujeros negros: anillos, discos y dinámica
Los agujeros negros activos se alimentan de un anillo de gas y polvo que se asemeja a una rosquilla (llamado toroide). A medida que el material cae en el agujero negro, forma un disco de acreción más delgado y que gira más rápido. La fricción dentro de este disco genera calor y luz intensos, oscureciendo el propio agujero negro.
Los agujeros negros no lo consumen todo; también expulsan algo de materia en chorros o vientos. Comprender la interacción entre estas entradas y salidas es crucial para determinar cómo los agujeros negros acumulan materia, influyen en la formación de estrellas y, en última instancia, dan forma a sus galaxias anfitrionas.
Implicaciones e investigaciones futuras
Los hallazgos del JWST eliminan una incertidumbre de larga data sobre la fuente de las emisiones infrarrojas. También destaca el poder de la interferometría para estudiar estos entornos extremos. Los investigadores ahora aplicarán esta técnica a otras SMBH activas, buscando determinar si el predominio de las emisiones impulsadas por discos es universal.
Observaciones futuras intentarán confirmar si este proceso de acreción está suprimiendo la formación de estrellas en la región central de Circinus. Esta investigación demuestra la capacidad única de JWST para resolver detalles nunca antes vistos en los entornos más extremos del universo.
El descubrimiento marca un importante paso adelante en la comprensión de la compleja dinámica de los agujeros negros y su papel en la evolución galáctica.
