A lo largo de décadas de estudio, los astrónomos han desarrollado una imagen más clara del vecindario caótico y superpoblado que rodea el agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea. Nuestro centro galáctico está aproximadamente a 26.000 años-luz de la Tierra y el agujero negro supermasivo que lo ocupa, conocido como Sagitario A, es 4 millones de veces la masa de nuestro Sol.

Ahora sabemos que esta región está repleta de estrellas errantes, nubes interestelares de polvo y una gran reserva de gases excepcionalmente calientes y otros comparativamente más fríos. Se supone que estos gases deberían orbitar el agujero negro en un vasto disco de acreción, que se extiende unas pocas décimas de año luz desde el horizonte de eventos del agujero negro.

Hasta ahora, sin embargo, los astrónomos sólo han sido capaces de visualizar la porción tenue y caliente de este flujo de gas alrededor del agujero negro, formando un cúmulo aproximadamente esférico y que no muestra una rotación aparente. Se estima que su temperatura es de 10 millones de grados Celsius (18 millones de grados Fahrenheit), o aproximadamente dos tercios de la temperatura que se encuentra en el centro de nuestro Sol. A esta temperatura, el gas brilla ferozmente en la frecuencia de los rayos X, lo que permite que sea estudiado por telescopios de rayos X basados en el espacio, a una escala de aproximadamente una décima de año luz del agujero negro.

Además de este gas caliente y brillante, observaciones previas con telescopios de longitud de onda milimétrica han detectado una vasta reserva de gas hidrógeno comparativamente más frío (alrededor de 10 mil grados Celsius, o 18.000 grados Fahrenheit) a unos pocos años luz del agujero negro. La contribución de este gas más frío al flujo de acumulación en el agujero negro era desconocida hasta ahora.

Aunque nuestro agujero negro es relativamente silencioso, la radiación alrededor de él es lo suficientemente fuerte como para causar que los átomos de hidrógeno pierdan electrones y se recombinen continuamente. Esta recombinación produce una señal específica de longitud de onda milimétrica, que es capaz de llegar a la Tierra con muy pocas pérdidas a lo largo del camino.

Con su notable sensibilidad y su poderosa habilidad para ver detalles finos, el radiotelescopio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) fue capaz de detectar esta débil señal de radio y producir la primera imagen del disco de gas más frío a sólo una centésima parte de un año luz de distancia (o cerca de 1000 veces la distancia de la Tierra al Sol) del agujero negro supermasivo. Estas observaciones permitieron a los astrónomos mapear la ubicación y rastrear el movimiento de este gas. Los investigadores estiman que la cantidad de hidrógeno en este disco frío es aproximadamente una décima parte de la masa de Júpiter, o una diezmilésima parte de la masa del Sol.

Al mapear los cambios en las longitudes de onda de esta luz de radio debido al efecto Doppler (la luz de los objetos que se mueven hacia la Tierra se desplaza ligeramente hacia la parte «más azul» del espectro, mientras que la luz de los objetos que se alejan se desplaza ligeramente hacia la parte «más roja»), los astrónomos pudieron ver claramente que el gas está girando alrededor del agujero negro. Esta información proporcionará nuevos conocimientos sobre las formas en que los agujeros negros devoran la materia y la compleja interacción entre un agujero negro y su vecindario galáctico.

«Fuimos los primeros en visualizar este disco y estudiar su rotación», dijo Elena Murchikova, astrofísica del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, Nueva Jersey, y autora principal del artículo. «También estamos investigando la acumulación en el agujero negro. Esto es importante porque es nuestro agujero negro supermasivo más cercano. Aún así, todavía no tenemos un buen modelo de cómo funciona su acumulación. Esperamos que estas nuevas observaciones de ALMA ayuden a revelar algunos de los secretos del agujero negro».

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