La música de los agujeros negros y el choque de mundos

Autor: Uliana S

La música de los agujeros negros y el choque de mundos-1
Rayos X: NASA/CXC/INAF-IRA/A. Botteon et al.; Infrarrojo: UKIDSS-GPS ; Radio: ASTRON/LOFAR; Procesamiento de imagen: NASA/CXC/SAO/N. Wolk.

En las profundidades del cosmos, casi justo detrás del denso velo de la Vía Láctea, donde las estrellas, el gas y el polvo de nuestra galaxia suelen ocultar a los ojos terrestres los objetos lejanos, los astrónomos han descubierto una extraña estructura. Recuerda a un signo musical: una clave de sol, o Treble Clef. Esta fuente de radio, brillante y filiforme, permaneció largo tiempo como un enigma. Ahora, los datos del observatorio de rayos X Chandra de la NASA, junto con otros instrumentos, han revelado su historia.

La estructura se encuentra en la zona de evitación, una región del cielo donde el plano de nuestra galaxia bloquea la vista. Antes se la tomaba por un púlsar, pero más tarde se sospechó su relación con un lejano cúmulo de galaxias. El equipo dirigido por Andrea Botteon, del Instituto Nacional de Astrofísica italiano, utilizó Chandra y el telescopio europeo eROSITA. Vieron un gas caliente extenso con una temperatura de millones de grados. Resultó no ser uno, sino dos cúmulos de galaxias que colisionaron y siguen moviéndose.

Los cúmulos de galaxias son algunas de las estructuras más grandes del universo. En cada uno hay cientos de galaxias sumergidas en enormes reservorios de plasma ultracaliente. Su colisión genera ondas de choque similares a las barreras sónicas de los aviones supersónicos. El análisis de los datos de rayos X de Chandra mostró que el gas es en general simétrico, pero tras restar esa simetría queda una emisión brillante en los lados y más débil en el centro. Esto indica que la colisión se produjo a lo largo de la línea «de izquierda a derecha» en las imágenes. El choque directo ocurrió hace varios cientos de millones de años y ahora los cúmulos se separan.

Los datos de radio de la red europea de telescopios LOFAR dibujaron la propia «clave de sol» en color rojo. Las observaciones infrarrojas del telescopio británico UKIRT añadieron detalles de estrellas y galaxias. La imagen compuesta combina todo esto: azul y violeta para el gas caliente, rosa para la estructura de radio, puntos blancos para las estrellas.

Los investigadores llegaron a la conclusión de que Treble Clef surgió en dos etapas. Primero, el agujero negro supermasivo en el centro de uno de los cúmulos expulsó nubes de partículas cargadas y campos magnéticos casi a la velocidad de la luz. Estas partículas brillaron en el rango de radio, creando una emisión intensa. Con el tiempo perdieron energía y la señal se atenuó. Después, la colisión de los cúmulos comprimió y volvió a acelerar esas partículas. Las ondas de choque probablemente desempeñaron un papel clave al «resucitar» la fuente. A estos objetos se los llama fénix de radio: vuelven a encenderse tras un largo letargo.

Los resultados de este trabajo se detallan en el artículo científico «The Treble Clef radio phoenix and its old nonthermal filaments», preparado por un grupo internacional de científicos encabezado por Andrea Botteon. La primera versión del preprint apareció en arXiv el 7 de julio de 2026, y el 5 de octubre salió una edición actualizada. El artículo ha sido aceptado para su publicación en la prestigiosa revista Astronomy & Astrophysics. Los autores caracterizaron por primera vez en detalle las propiedades del cúmulo progenitor: su corrimiento al rojo, masa, temperatura, luminosidad en rayos X y estado dinámico. También realizaron un análisis espectral multifrecuencia de la fuente de radio filiforme, utilizando datos de LOFAR y observaciones posteriores con el mejorado radiotelescopio gigante de metro uGMRT. La conclusión es inequívoca: es un fénix de radio perteneciente a un masivo sistema de galaxias en fusión en la zona de evitación. La compleja morfología, según los investigadores, se formó por los movimientos del gas en el medio intergaláctico durante la fusión; los mismos procesos probablemente generaron también el candidato a radiohalo, apenas distinguible en el centro del cúmulo. El espectro de la fuente es extremadamente pronunciado: el índice de inclinación supera 4 entre 400 y 650 MHz, lo que lo hace especialmente interesante para futuras observaciones en frecuencias muy bajas con LOFAR 2.0.

La forma parecida a una clave de sol es simplemente una casualidad, una manifestación de pareidolia, cuando el cerebro reconoce contornos familiares en datos caóticos. No hay relación científica con la música, pero la coincidencia es asombrosa.

Todo esto ocurre a escalas difíciles de imaginar. Dos cúmulos gigantescos, cada uno con una masa de cientos de billones de soles, colisionan a distancias de millones de años luz. El agujero negro, cuya masa puede superar los mil millones de soles, expulsa materia y luego la catástrofe cósmica vuelve a encenderla. Solo vemos los ecos de acontecimientos ocurridos hace cientos de millones de años. Los rayos X y las ondas de radio atraviesan el polvo de la Vía Láctea y llegan hasta nosotros, contándonos procesos que conforman la estructura a gran escala del universo.

Descubrimientos así nos recuerdan cuán complejo y conectado es el cosmos. El gas caliente, los campos magnéticos, las partículas aceleradas casi hasta el límite, las ondas de choque y la gravedad: todo funciona de forma coordinada, creando estructuras que nos parecen casi artísticas. Vivimos en un mundo donde incluso en los rincones más ocultos del cielo ocurren acontecimientos grandiosos, y instrumentos como Chandra permiten vislumbrarlos. El universo continúa su silenciosa pero increíblemente poderosa sinfonía, y apenas comenzamos a escuchar algunas de sus notas.

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Fuentes

  • Astronomy & Astrophysics journal

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