Astrónomos "asombrados" por el descubrimiento de misteriosos filamentos en el centro de la Vía Láctea.

Los astrofísicos han descubierto un nuevo grupo de filamentos horizontales que irradian desde el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Este descubrimiento podría proporcionar más información sobre la rotación del agujero negro y la orientación del disco de acreción, lo que nos permitiría comprender mejor el núcleo de la galaxia. (Concepto artístico de filamentos cósmicos.)

Imagen MeerKAT del centro galáctico con ángulos de posición codificados por color de todos los filamentos. Crédito: Farhad Yusef-Zadeh / Northweatern University

Un equipo internacional de astrofísicos ha descubierto algo completamente nuevo, oculto en el centro de la Vía Láctea.

A principios de la década de 1980, Farhad Yusef-Zadeh de la Universidad Northwestern descubrió gigantescos filamentos unidimensionales colgando verticalmente cerca de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo central de nuestra galaxia. Ahora, Yusef-Zadeh y sus colaboradores han descubierto una nueva población de filamentos, pero estos hilos son mucho más cortos y se extienden horizontal o radialmente, como los radios de una rueda desde el agujero negro.

Aunque las dos poblaciones de filamentos comparten varias similitudes, Yusef-Zadeh supone que tienen orígenes diferentes. Mientras que los filamentos verticales barren la galaxia, alcanzando hasta 150 años luz de altura, los filamentos horizontales se parecen más a los puntos y guiones del código Morse, puntuando solo un lado de Sagitario A*.

El estudio fue publicado el 2 de junio en The Astrophysical Journal Letters.

Imagen MeerKAT del centro galáctico con ángulos de posición codificados por color de los filamentos largos y verticales. Crédito: Farhad Yusef-Zadeh / Northweatern University

"Fue una sorpresa encontrar de repente una nueva población de estructuras que parecen apuntar en dirección al agujero negro", dijo Yusef-Zadeh. "En realidad me sorprendí al ver esto. Tuvimos que hacer mucho trabajo para establecer que no nos estábamos engañando. Descubrimos que estos filamentos no son aleatorios sino que parecen estar vinculados al flujo de nuestro agujero negro. Estudiándolos, podríamos aprender más sobre la rotación del agujero negro y la orientación del disco de acreción. Es satisfactorio encontrar el orden en medio de un campo caótico en el núcleo de nuestra galaxia".

Experto en radioastronomía, Yusef-Zadeh es profesor de física y astronomía en el Weinberg College of Arts and Sciences de Northwestern y miembro de CIERA.

Imagen MeerKAT del centro galáctico con ángulos de posición codificados por color de los filamentos cortos y radiales. Crédito: Farhad Yusef-Zadeh / Northwestern University

El nuevo descubrimiento puede ser sorprendente, pero Yusef-Zadeh no es ajeno a descubrir misterios en el centro de nuestra galaxia, ubicada a 25.000 años luz de la Tierra. El último estudio se basa en cuatro décadas de su investigación. Después de descubrir los filamentos verticales por primera vez en 1984 con Mark Morris y Don Chance, Yusef-Zadeh junto con Ian Heywood y sus colaboradores descubrieron luego dos enormes burbujas emisoras de radio cerca de Sagitario A*. Luego, en una serie de publicaciones en 2022, Yusef-Zadeh (en colaboración con Heywood, Richard Arent y Mark Wardle) reveló casi 1.000 filamentos verticales, que aparecían en pares y grupos, a menudo apilados espaciados o uno al lado del otro como cuerdas en un arpa.

"Realmente me sorprendí al ver esto. Tuvimos que hacer mucho trabajo para establecer que no nos estábamos engañando", dijo Farhad Yusef-Zadeh, astrofísico.

Yusef-Zadeh atribuye la inundación de nuevos descubrimientos a la tecnología mejorada de radioastronomía, en particular, el telescopio MeerKAT del Observatorio de Radioastronomía de Sudáfrica (SARAO). Para identificar los filamentos, el equipo de Yusef-Zadeh utilizó una técnica para eliminar el fondo y suavizar el ruido de las imágenes de MeerKAT para aislar los filamentos de las estructuras circundantes.

"Las nuevas observaciones de MeerKAT han sido un cambio de juego", dijo. "El avance de la tecnología y el tiempo de observación dedicado nos han brindado nueva información. Realmente es un logro técnico de los radioastrónomos".

Después de estudiar los filamentos verticales durante décadas, Yusef-Zadeh quedó sorprendido al descubrir sus contrapartes horizontales, que estima que tienen unos 6 millones de años de antigüedad. "Siempre hemos estado pensando en los filamentos verticales y en su origen", dijo. "Estoy acostumbrado a verlos como verticales. Nunca consideré que podría haber otros a lo largo del plano".

Si bien ambas poblaciones están formadas por filamentos unidimensionales que se pueden ver con ondas de radio y parecen estar relacionados con las actividades en el centro galáctico, las similitudes terminan ahí.

Diagrama esquemático del escape de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo central de la Vía Láctea. Crédito: Farhad Yusef-Zadeh / Northwestern University

The vertical filaments are perpendicular to the galactic plane; the horizontal filaments are parallel to the plane but point radially toward the center of the galaxy where the black hole lies. The vertical filaments are magnetic and relativistic; the horizontal filaments appear to emit thermal radiation. The vertical filaments encompass particles moving at speeds near the speed of light; the horizontal filaments appear to accelerate thermal material in a molecular cloud. There are several hundred vertical filaments and just a few hundred horizontal filaments. And the vertical filaments, which measure up to 150 light-years high, far surpass the size of the horizontal filaments, which measure just 5 to 10 light-years in length. The vertical filaments also adorn space around the nucleus of the galaxy; the horizontal filaments appear to spread out to only one side, pointing toward the black hole.

“One of the most important implications of radial outflow that we have detected is the orientation of the accretion disk and the jet-driven outflow from Sagittarius A* along the galactic plane,” Yusef-Zadeh said.

The new discovery is filled with unknowns, and Yusef-Zadeh’s work to unravel its mysteries has just begun. For now, he can only consider a plausible explanation of the new population’s mechanisms and origins.

“We think they must have originated with some kind of outflow from an activity that happened a few million years ago,” Yusef-Zadeh said. “It seems to be the result of an interaction of that outflowing material with objects near it. Our work is never complete. We always need to make new observations and continually challenge our ideas and tighten up our analysis.”