Nota de prensa

ALMA revela la existencia de un intenso campo magnético cerca de un agujero negro supermasivo

Desvelando qué misteriosos mecanismos entran en juego en el borde del horizonte de sucesos

16 de Abril de 2015

El conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ha revelado la existencia de un campo magnético extremadamente potente (más que ningún otro fenómeno detectado hasta ahora en el núcleo de una galaxia) muy cerca del horizonte de sucesos de un agujero negro supermasivo. Esta nueva observación ayuda a los astrónomos a comprender tanto la estructura y la formación de estos habitantes masivos de los centros de las galaxias como los dobles chorros de plasma a alta velocidad que con frecuencia expulsan sus polos. Los resultados aparecen en la revista Science del 17 de abril de 2015.

Los agujeros negros supermasivos, a menudo con masas de miles de millones de veces la del Sol, están situados en el corazón de casi todas las galaxias del universo. Estos agujeros negros pueden acretar enormes cantidades de materia, la cual está en forma de disco circundante. Mientras que la mayor parte de esta materia cae al agujero negro, cierta cantidad puede escapar momentos antes de la captura, siendo lanzada hacia el espacio a velocidades cercanas a la de la luz como parte de un chorro de plasma. No se comprende muy bien cómo ocurre este fenómeno, aunque se cree que los fuertes campos magnéticos, que actúan muy cerca del horizonte de sucesos, desempeñan un papel crucial en este proceso, ayudando a la materia a escapar de las fauces abiertas de la oscuridad.

Hasta ahora sólo se había demostrado la existencia de débiles campos magnéticos muy lejos de los agujeros negros (a varios años-luz) [1]. En este estudio, sin embargo, astrónomos de la Universidad Tecnológica de Chalmers y del Observatorio Espacial de Onsala, en Suecia, han utilizado ALMA para detectar señales directamente relacionadas con un fuerte campo magnético muy cercano al horizonte de sucesos del agujero negro supermasivo de una galaxia distante llamada PKS 1830-211. Este campo magnético se encuentra, precisamente, en el lugar desde el cual la materia es, repentinamente, impulsada lejos del agujero negro en forma de chorro.

El equipo midió la fuerza del campo magnético estudiando la forma en que se polarizaba la luz a medida que esta se alejaba del agujero negro.

"La polarización es una característica importante de la luz y se utiliza mucho en la vida diaria, por ejemplo en las gafas de sol o en las gafas 3D en el cine," afirma Iván Martí-Vidal, autor principal de este trabajo. "Cuando se produce de forma natural, la polarización puede utilizarse para medir los campos magnéticos, ya que la luz cambia su polarización cuando viaja a través de un medio magnetizado. En este caso, la luz que detectamos con ALMA había viajado a través de material muy cercano al agujero negro, un lugar lleno de plasma altamente magnetizado".

Los astrónomos aplicaron una nueva técnica de análisis que habían desarrollado para los datos de ALMA y descubrieron que la dirección de la polarización de la radiación proveniente del centro de PKS 1830-211 había rotado [2]. Se trata de las longitudes de onda más cortas jamás utilizadas en este tipo de estudio, lo cual permite estudiar las regiones muy cercanas al agujero negro central [3].

"Hemos encontrado señales claras de la rotación de la polarización cientos de veces mayores que las más altas halladas hasta ahora en el universo", señala Sebastien Muller, coautor del artículo. "Nuestro descubrimiento es un paso de gigante en cuanto a la frecuencia de observación, gracias al uso de ALMA, y en términos de distancia al agujero negro, donde se ha estudiado el campo magnético — hablamos del orden de sólo unos pocos días-luz de distancia del horizonte de sucesos. Estos resultados y los futuros estudios, nos ayudarán a comprender qué está pasando en las inmediaciones de los agujeros negros supermasivos."

Notas

[1] Se han detectado campos magnéticos mucho más débiles en las cercanías del relativamente inactivo agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea. Observaciones recientes han revelado también débiles campos magnéticos en la galaxia activa NGC 1275, detectados en longitudes de onda milimétricas.

[2] Los campos magnéticos generan la rotación Faraday, que hace que la polarización rote de diferentes maneras en diferentes longitudes de onda. La manera en que esta rotación depende de la longitud de onda nos da información sobre el campo magnético de la zona.

[3] Las observaciones de ALMA se hicieron en una longitud de onda de, aproximadamente, un milímetro, mientras que las investigaciones anteriores se hicieron en longitudes de onda de radio mucho más largas. Sólo la luz de las longitudes de onda milimétricas puede escapar de la región cercana al agujero negro, ya que las radiaciones de onda más largas son absorbidas.

Información adicional

Este trabajo de investigación se presenta en el artículo científico titulado “A strong magnetic field in the jet base of a supermassive black hole” que aparece publicado en la revista Science el 16 de abril de 2015.

El equipo está formado por I. Martí-Vidal (Observatorio Espacial de Onsala y Departamento de Ciencias de la Tierra y el Espacio, Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia); S. Muller (Observatorio Espacial de Onsala y Departamento de Ciencias de la Tierra y el Espacio, Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia); W. Vlemmings (Departamento de Ciencias de la Tierra y el Espacio, Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia); C. Horellou (Departamento de Ciencias de la Tierra y el Espacio, Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia) y S. Aalto (Departamento de Ciencias de la Tierra y el Espacio, Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia).

El conjunto ALMA, ( Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) es una instalación astronómica internacional fruto de la colaboración entre ESO, la Fundación Nacional para la Ciencia de EE.UU. (NSF, National Science Foundation) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS, National Institutes of Natural Sciences) en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado por ESO en nombre de sus países miembros; por la NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC, National Research Council) y el Consejo Nacional de Ciencias de Taiwán (NSC, National Science Council); y por el NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea (KASI, Korea Astronomy and Space Science Institute).

ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de dieciséis países: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con el país anfitrión, Chile. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía) trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande del mundo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT) es el telescopio más grande diseñado exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Además, cerca de Paranal, en Cerro Armazones, ESO está construyendo el E-ELT (European Extremely Large Telescope), el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39 metros que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.

Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.

El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.

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