Algunos de los objetos de mayor tamaño del universo son tan grandes que nuestra mente casi no puede concebirlos. A esta colección de gigantes se acaba de unir un chorro de energía proyectado por un agujero negro, detectado por un equipo internacional de científicos, y que se extiende a lo largo de 23 millones de años luz, el mayor registrado hasta la fecha. Como esta referencia es un poco abstracta, los autores prefirieron contarlo así: la longitud de este chorro colosal equivale a la que resultaría de alinear 140 galaxias como la Vía Láctea una detrás de otra.
El hallazgo, que se publica este miércoles en la revista Nature, se realizó a partir de las imágenes de radio del Telescopio Internacional LOFAR, que se usa para estudiar los flujos de energía de los agujeros negros a escala de megapársecs. Mediante este proceso, Martijn Oei y su equipo identificaron estos dos chorros de gran tamaño, a los que llamaron Porfirión, en honor a un gigante de la mitología griega. “La Vía Láctea sería un pequeño punto en estas dos erupciones gigantes”, asegura Oei.
La Vía Láctea sería un pequeño punto en estas dos erupciones gigantes
Estos chorros de materia salen disparados desde arriba y desde abajo de un agujero negro supermasivo en el corazón de una galaxia remota y datan de una época en la que nuestro universo tenía 6.300 millones de años, menos de la mitad de su edad actual de 13.800 millones de años. “Hasta ahora, estos sistemas de chorros gigantes parecían ser un fenómeno del universo reciente”, afirma Oei. “Si chorros distantes como estos pueden alcanzar la escala de la red cósmica, entonces cada lugar del universo puede haber sido afectado por la actividad de los agujeros negros en algún momento del tiempo cósmico”.
Gigantes para la eternidad
Los agujeros negros supermasivos pueden emitir potentes chorros de radiación y partículas que, cuando se mantienen durante millones de años, pueden afectar el flujo de materia a través del medio intergaláctico al lanzar electrones, núcleos atómicos y campos magnéticos a través del espacio. Antes del descubrimiento de Porfirión, el sistema de chorros más grande confirmado era Alcioneo, que abarca el equivalente a unas 100 Vías Lácteas y fue descubierto en 2022 por el mismo equipo. A modo de comparación, los conocidos jets de Centaurus A, el sistema de chorros más importante más cercano a la Tierra, abarcan 10 Vías Lácteas.
Los autores del trabajo sostienen que la existencia de Porfirión es una prueba de que los chorros de los agujeros negros supermasivos pueden evitar ser destruidos por inestabilidades de fluidos a lo largo de grandes distancias cósmicas. Sin embargo, señalan que para comprender la mecánica que mantuvo estable a Porfirión se requieren más investigaciones.
“Los astrónomos creen que las galaxias y sus agujeros negros centrales coevolucionan, y un aspecto clave de esto es que los chorros pueden dispersar enormes cantidades de energía que afectan el crecimiento de sus galaxias anfitrionas y otras galaxias cercanas”, asegura George Djorgovski, profesor de astronomía y ciencia de datos en Caltech y coautor del artículo. “Este descubrimiento muestra que sus efectos pueden extenderse mucho más lejos de lo que pensábamos”.
Una población de colosos
Estudios anteriores revelaron una cantidad sorprendente de megaestructuras de este tipo, aunque no tan grandes: más de 10.000. Esta enorme población de jets gigantescos también se descubrió utilizando el radiotelescopio LOFAR. Si bien se conocían cientos de grandes sistemas de chorros antes de estas observaciones, se pensaba que eran raros y, en promedio, de menor tamaño que los miles de sistemas descubiertos por el radiotelescopio.
“Ya se conocían los chorros gigantes antes de que comenzáramos la campaña, pero no teníamos ni idea de que resultarían ser tantos”, afirma Martin Hardcastle, segundo autor del estudio y profesor de astrofísica en la Universidad de Hertfordshire (Inglaterra). “Fue muy emocionante ver surgir tantos de estos objetos”. “Cuando descubrimos los chorros gigantes, nos quedamos bastante sorprendidos. No teníamos ni idea de que hubiera tantos”, añade Oei.
Cuando descubrimos los chorros gigantes, nos quedamos bastante sorprendidos. No teníamos ni idea de que hubiera tantos
Como Porfirión se encuentra en el universo distante donde abundan los agujeros negros de modo radiativo, el hallazgo implica que puede que aún queden muchos más chorros colosales por descubrir. “Es posible que estemos viendo la punta del iceberg”, afirma Oei. “Nuestro estudio LOFAR sólo cubrió el 15% del cielo. Y la mayoría de estos chorros gigantes son probablemente difíciles de detectar, por lo que creemos que hay muchos más de estos colosos por ahí”.
Un plasma en el medio intergaláctico
José Luis Gómez, líder del grupo EHT en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), considera que es un estudio muy interesante y un hallazgo espectacular. “El chorro que han descubierto es enorme”, recalca. “Es tan grande como las distancia que tenemos entre las galaxias que tenemos más cercanas; si estuviera cerca de nosotros dominaría el cielo, sería bestial”. El jet está hecho de partículas fundamentales muy ligeras, como electrones y protones. “Es un estado de la materia que llamamos plasma y se propaga en el medio intergaláctico que es más denso”, detalla. “Para imaginarlo, es como si pusieras una manguera de aire a alta presión bajo el mar frente a la playa de Motril y vieras llegar el chorro de burbujas a Nueva York”.
Para imaginarlo, es como si pusieras una manguera de aire a alta presión frente a la playa de Motril y vieras llegar el chorro a Nueva York
A juicio del especialista español, lo más importante del estudio no es solo el tamaño del chorro, sino la importancia que tienen estos jets a la hora de estimar la evolución del universo, en escalas cósmicas que afectan al medio intergaláctico. “Son objetos que emiten muchísima radiación y partículas en el medio intergaláctico”, asegura. “Este en concreto lleva activo desde que el universo era muy joven, apenas 6.300 millones de años, quizá nació cuando nacieron las galaxias. Saber cómo se combinaron y formaron es una de las grandes incógnitas que nos gustaría resolver”.
“Este chorro es tan enorme que supera la potencia de cómputo que tenemos actualmente para simular este tipo de fenómenos”, destaca el astrofísico Héctor Vives, investigador de CEFCA (Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón). “Este objeto ha sido detectado en los límites de las observaciones actuales, y varios factores dificultarían aún más su detección si tuviese mayor tamaño, menor potencia, o estuviese a mayor distancia, así que probablemente sean bastante comunes. Esto implica que los agujeros negros supermasivos influyen bastante en el transporte de energía a lo largo de toda la red cósmica, y no sólo en los cúmulos de galaxias”.
AMR/CRM