Un equipo internacional, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y el Gran Telescopio Canarias (GTC), ha observado un cambio drástico en un agujero negro supermasivo situado a unos 10.000 millones de años luz de distancia. El objeto se atenuó hasta alcanzar una vigésima parte de su brillo anterior en tan solo dos décadas, un intervalo extraordinariamente corto a escala cósmica.
El descubrimiento se realizó gracias a un proyecto colaborativo que integraba el telescopio Subaru de Japón y el GTC del Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma, junto con la contribución de otros observatorios de todo el mundo. Al combinar estudios previos con observaciones de seguimiento detalladas, el equipo reconstruyó la evolución de esta singularidad.
Sin combustible
En el centro de muchas galaxias se encuentran agujeros negros supermasivos con una masa millones de veces superior a la del Sol. Al absorber grandes cantidades de gas se forma una disco caliente y brillante a su alrededor. Estas regiones luminosas se conocen como núcleos galácticos activos.
Durante décadas, se creía que las fases activas duraban cientos de miles o incluso millones de años, un periodo demasiado largo como para que se pudieran observar cambios significativos a lo largo de una vida humana. Las nuevas observaciones cuestionan esa visión. “Es como si un potente motor cósmico empezara a quedarse sin combustible de repente”, explica el líder del estudio e investigador del Instituto Tecnológico de Chiba (Japón), Tomoki Morokuma. “Estamos viendo pruebas sólidas de que el flujo de gas que alimenta al agujero negro se redujo rápidamente”, añade.
No es un juego de luces
Los agujeros negros activos suelen presentar pequeñas fluctuaciones en su brillo, y algunos sistemas dominados por potentes chorros pueden variar de manera drástica en períodos cortos. Sin embargo, las nuevas observaciones revelan un fenómeno diferente. Los investigadores emplearon datos que abarcaban desde la luz óptica e infrarroja hasta observaciones de radio y rayos X. Descubrieron que el oscurecimiento no puede explicarse por el polvo ni por cambios en la emisión de los chorros. Las pruebas indicaron que el disco de acreción –la estructura de gas que fluye en espiral hacia el interior–, se debilitó significativamente.
El equipo estima que la velocidad a la que fluía la materia podría haber disminuido cincuenta veces en pocos años. Un cambio de este calibre sugiere una interrupción importante del suministro de gas.
Escala mundial
Para detectar este fenómeno compararon observaciones separadas por décadas. Las imágenes de gran campo obtenidas con el telescopio Subaru permitieron al equipo identificar por primera vez este objeto inusual.
Asimismo, las observaciones de seguimiento realizadas con el CTC proporcionaron mediciones necesarias para comprender cómo estaba evolucionando el entorno del agujero negro. “Los datos de las observaciones infrarrojas fueron fundamentales para demostrar que el motor central se estaba desvaneciendo”, afirma la astrónoma del GTC y coautora del artículo, Nieves Castro Rodríguez.
El equipo internacional reconstruyó la historia de la singularidad y descartó otras explicaciones. “Este descubrimiento demuestra que sólo mediante la cooperación internacional entre observatorios podemos captar fenómenos cósmicos excepcionales que, de otro modo, pasarían completamente desapercibidos”, afirma la investigadora del IAC y coautora del artículo, Josefa Becerra González.
Cambios en tiempo real
En los últimos años, se ha descubierto que algunos agujeros negros activos sufren transformaciones rápidas. Estudios anteriores revelaron cambios drásticos en galaxias activas cercanas, lo que sugiere que el crecimiento de estos objetos supermasivos podría ser más dinámico de lo que se creía.
“Solíamos pensar que los agujeros negros supermasivos solo cambiaban a lo largo de escalas de tiempo extremadamente largas”, afirma el investigador del IAC y coautor del artículo, José Acosta Pulido. “Pero, este descubrimiento sugiere que algunos de ellos pueden alternar entre estados activos y tranquilos en tan solo unos pocos años”, destaca.
Nueva era de descubrimientos
Las observaciones de campo amplio, que capturan vastas áreas del cielo de una sola vez, se han convertido en un enfoque fundamental de la astronomía moderna. Este estudio demuestra cómo la combinación de datos de diferentes épocas y longitudes de onda revelan cambios a largo plazo en los núcleos galácticos que, de otro modo, permanecerían ocultos.
Con instrumentos como la Hyper Suprime-Cam de Subaru y futuros estudios de alta sensibilidad como el Observatorio Vera C. Rubin (LSST), Euclid y el Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA, se espera descubrir más núcleos galácticos activos en estados de baja actividad o incluso ‘apagados’.
Los estudios estadísticos de dichos objetos ayudarán a revelar las condiciones físicas en las que se detiene o se reanuda el suministro de gas en agujeros negros supermasivos con el propósito de ofrecer una nueva perspectiva sobre cómo crecen estos gigantes cósmicos e influyen en sus galaxias anfitrionas.
Cada nuevo descubrimiento acerca a los científicos a responder una de las preguntas fundamentales de la astronomía moderna: cómo crecen los agujeros negros más grandes del universo y cómo se detienen.
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