El centro galáctico – Chandra

El centro de nuestra galaxia, visto como nunca

Un vídeo en 360º realizado con datos de poderosos telescopios muestra la Vía Láctea desde el punto de vista de su agujero negro central

La Tierra se encuentra a unos 26.000 años luz del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Todavía resulta imposible viajar hasta allí, pero los científicos han podido estudiar esa región mediante el uso de poderosos telescopios que pueden detectar la luz en una varidad de formas. Ahora, un nuevo vídeo realizado con datos del Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA y otros instrumentos permite a cualquier persona interesada echar un vistazo en 360º de ese fascinante entorno de máxima gravedad alrededor del agujero negro supermasivo conocido como Sagitario A*.

La visualización parte de los datos infrarrojos proporcionados por el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (ESO) de 30 enormes gigantes estelares llamados estrellas Wolf-Rayet, que orbitan a 1,5 años luz del centro de nuestra galaxia. Los poderosos vientos de gas que fluyen de la superficie de estas estrellas llevan algunas de sus capas externas al espacio interestelar.

            Las estrellas lanzan al espacio ráfagas de energía que chocan con el material circundante

Cuando el gas que fluye entra en colisión con el gas expulsado previamente de otras estrellas, las colisiones producen ondas de choque que impregnan el área. Estas ondas de choque calientan el gas a millones de grados, lo que hace que brille en los rayos X. Amplias observaciones con Chandra de las regiones centrales de la Vía Láctea han proporcionado datos críticos sobre la temperatura y la distribución de este gas de varios millones de grados.

Los astrónomos están interesados en comprender mejor qué papel juegan estas estrellas Wolf-Rayet en el vecindario cósmico en el centro de la Vía Láctea (consulta aquí la investigación). En particular, les gustaría saber cómo interactúan con el vecino más dominante: Sagitario A *, que tiene una masa equivalente a unos cuatro millones de soles.

                 El centro galáctico es un lugar turbulento en el que no nos gustaría estar

La visualización del centro galáctico es una película de 360 grados que sumerge al espectador en una simulación del centro de nuestra galaxia. El espectador se encuentra en la ubicación de Sagitario A * y puede ver alrededor de 25 estrellas Wolf-Rayet (objetos blancos centelleantes) que giran en órbita a su alrededor a medida que expulsan continuamente vientos estelares (escala de color negro a rojo y amarillo). Estos vientos chocan entre sí, y luego parte de este material (manchas amarillas) gira en espiral hacia el agujero negro. La película muestra dos simulaciones, cada una de las cuales comienza alrededor de 350 años en el pasado y abarca 500 años. La primera simulación muestra a Sagitario A * en un estado tranquilo, mientras que en la segunda se lo ve más violento, expulsando su propio material, lo que desactiva la acumulación de material aglomerado (manchas amarillas) que es tan prominente en la primera parte.

Un estallido hasta hace cien años

… oscurece nuestra vista del centro galáctico. De este modo, se inició una carrera para ser el primero en detectar la fuente de rayos-X de Sagitario A*

Los científicos han utilizado la visualización para examinar los efectos que Sagitario A * tiene en sus vecinos estelares (el estudio, en Arxiv.org). A medida que la fuerte gravedad del agujero negro atrae grupos de material hacia el interior, las fuerzas de marea estiran los cúmulos. El pozo cósmico también impacta en su entorno a través de estallidos ocasionales que resultan en la expulsión de material lejos de sí mismo, como se muestra en la segunda parte del vídeo. Estos arrebatos pueden tener el efecto de eliminar parte del gas producido por los vientos de Wolf-Rayet.

A partir de estos datos, los investigadores, dirigidos por Christopher Russell, de la Pontificia Universidad Católica de Chile, han determinado que Sagitario A * pudo tener una relativamente poderosa explosión que se inició en los últimos siglos. Ese estallido todavía está afectando a la región a su alrededor, aunque terminó hace unos cien años.

El video en 360 grados del centro galáctico puede verse en teléfonos inteligentes utilizando la aplicación de YouTube. La mayoría de los navegadores de ordenador también permiten su visualización, pero para tener una óptica experiencia los científicos recomiendan utilizar gafas de realidad virtual (VR), como Samsung Gear VR o Google Cardboard.

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A la izquierda, una imagen en falso color obtenida combinando exposiciones en tres filtros con el telescopio Hubble, en la derecha se observa la misma zona del cielo vista con GTC utilizando un único filtro más sensible a la emisión de estrellas muy jóvenes. / UCM.

La lente gravitacional permite amplificar los objetos lejanos

En el futuro próximo se podrán detectar muchas galaxias como A370-L57 con GTC y Hubble, y otras aún más distantes que estén formando su primera población de estrellas y estudiarlas en gran detalle gracias al telescopio espacial James Webb, que han desarrollado conjuntamente la NASA y la Agencia Espacial Europea, y que será puesto en órbita en 2019.

                Lástima que la NASA haya retrasado de nuevo su lanzamiento

El James Webb va a permitir contestar algunas de las cuestiones fundamentales sobre cómo y cuándo se formaron las primeras galaxias y estrellas, pero sin duda habrá sorpresas y surgirán también muchas preguntas nuevas. Los próximos años van a ser apasionantes.

Aquí se captó como se formaba un jóven cúmulos de galaxias en el Universo temprano

Lograr identificar galaxias tan lejanas en sus primeras etapas de formación es un gran reto para los astrofísicos, puesto que la luz que llega es muy débil. Por eso, solo se suele detectar a las más grandes y luminosas, que tienden a ser también las más evolucionadas.

En el Universo encontramos objetos que no dejan de sorprendernos. Ahí aparece la imagen de lo que parece una serpiente cósmica dentro de las estructura de lejanas galaxias.

A la distancia de A370-L57, incluso Hubble sólo puede detectar galaxias que ya tienen cientos o miles de millones de estrellas, formadas a lo largo de decenas o cientos de millones de años. En comparación, esta tiene sólo unos cuatro millones de años de edad y una masa de apenas tres millones de veces la del Sol.

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La solución para los satélites que operan en las órbitas cercanas al planeta (entre 800 y 1.000 kilómetros) es ralentizarlos para que se caigan y se quemen en la atmósfera. En el caso de los aparatos que se encuentran en las órbitas más lejanas, se gasta menos combustible para elevarlos hasta el cementerio que para bajarlos a la Tierra. La misión constituye, sin embargo, un desafío, y solo uno de cada tres operadores logra trasladar sus satélites muertos a la zona, según estimaciones del IADC. Los que sí llegan a la órbita cementerio pueden aguantar hasta 200 años antes de perder altitud.

Hay, sin embargo, consenso entre los expertos consultados por este periódico en que la órbita cementerio no es una solución definitiva. “Es una medida que solo posterga el problema y no resulta efectiva del todo, ya que hay otros trozos, algunos del tamaño de una bala, que se mueven a una enorme velocidad y representan mayor riesgo para las misiones espaciales”, afirma Armel Kerrest, vicepresidente del Centro Europeo de Derecho del Espacio de la Agencia Europea del Espacio (ESA). Kerrest también señala que no existe una legislación, solo una recomendación, que obligue a las empresas a trasladar sus satélites a la zona. “La solución”, dice, “sería evitar mandar nuevos objetos al espacio, porque todos se convertirán, eventualmente, en escombro”.

“Si se continúan posicionando objetos indefinidamente en la órbita cementerio, podría alcanzarse un punto en el que la probabilidad de colisión fuera alta, creándose un nuevo campo de basura espacial que podría intersectar la órbita geoestacionaria y afectar a los satélites de telecomunicación”, explica Manuel Catalán, geofísico del Real Observatorio de la Armada (ROA). Catalán es portavoz de la estación láser del ROA en Cádiz, que se encarga de seguir (y, en algunos casos, corregir) la rota de satélites artificiales inactivos para prevenir colisiones. El experto considera que hay un margen de tiempo de varias décadas hasta que se encuentren soluciones “técnicamente aceptables” para el problema.

Camiones de basura espaciales

La NASA, por su parte, afirma que “quizá algún día en el futuro, los seres humanos tengan que enviar camiones de basura espaciales” para limpiar la zona. En abril de este año, la agencia espacial premió un prototipo que podría funcionar como algo parecido, no en la órbita cementerio, sino en aquellas más bajas, donde abundan los objetos pequeños: el Brane Craft, un aparato de 90 centímetros, menos de 100 gramos y más fino que un cabello humano, que tendría la capacidad para rodear uno de esos objetos, añadiendo suficiente resistencia para degradar su órbita y enviarlo a la atmósfera.

La Universidad A&M de Texas también ha desarrollado una aspiradora espacial, capaz de absorber la basura espacial y luego expulsarla en la atmósfera, obteniendo energía de ambas interacciones que puede usar para volar al próximo objetivo de desecho. Otra alternativa es un cohete de plasma, creado por la compañía Ad Astra Rocket, que puede maniobrar grandes escombros, como los satélites. El cohete absorbe el objecto y devuelve los residuos para que se quemen de manera controlada sobre el Pacífico Sur o los traslada a órbitas menos pobladas. “La ventaja de ese concepto de remoción de desechos espaciales es que el motor de plasma permite realizar múltiplas extracciones en una sola misión”, explica Franklin Chang Díaz, ex astronauta de la NASA y fundador de Ad Astra Rocket. La previsión es de que el aparato realice las primeras pruebas en el espacio en los próximos tres años.

Armel Kerrest opina que el futuro, ese tipo de tecnología puede ser útil en la órbita cementerio. Mientras tanto, aboga por que las organizaciones internacionales debatan cómo gestionar mejor el tráfico espacial y los residuos que genera. “Deberíamos tener algo como la Organización Internacional para la Aviación, pero en el espacio. Nos reunimos todos los años a nivel internacional, pero nunca se discute ese tema, porque los gobiernos no quieren pagar por eso”, lamenta.

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