El hallazgo implica que pueden quedar muchos más jets colosales por encontrar.
Un equipo de astrónomos -integrado por la astrofísica peruana Gabriela Calistro- ha detectado el par de jets o chorros de agujeros negros más grandes jamás visto, con una longitud total de 23 millones de años luz, que resultaría de alinear 140 galaxias como la Vía Láctea una detrás de otra.
«La Vía Láctea se vería como ‘un puntito’ en estas dos gigantescas erupciones recién descubiertas», afirma Martijn Oei, autor principal de la investigación científica, publicada en la revista Nature.
El par de chorros de agujeros negros más grande jamás observado hasta la fecha se llama Porphyrion (Porfirión), en honor a un gigante de la mitología griega, y data de una época en la que nuestro Universo tenía 6.300 millones de años, es decir, menos de la mitad de su edad actual, 13.800 millones de años.
Los feroces jets o chorros de agua, con una potencia total equivalente a billones de soles, salen disparados de la parte superior e inferior de un agujero negro supermasivo situado en el corazón de una galaxia remota.
La investigación ha sido dirigida por el Instituto Tecnológico de California (Caltech) y en ella han participado científicos de varias universidades, entre ellos la astrofísica peruana, la Dra. Gabriela Calistro Rivera de la Agencia Aeroespacial Alemana (DLR).
¿Qué son los chorros de agujeros negros?
«La mayoría de las grandes galaxias albergan, en sus centros, agujeros negros masivos y supermasivos. Cuando están activos, estos agujeros negros pueden expulsar grandes cantidades de energía en forma de jets vistos en ondas de radio, o radiación de más alta energía. Estos fenómenos energéticos pueden influenciar drásticamente al crecimiento y evolución de sus galaxias», afirma la Dra. Gabriela Calistro Rivera, de la Agencia Aeroespacial Alemana (DLR). «Porphyrion (Porfirión) demuestra que este impacto puede extenderse a escalas nunca antes pensadas».
Este gigantesco sistema de jets es el mayor descubierto hasta ahora del escaneo del cielo con el radio telescopio europeo LOFAR (LOw Frequency ARray), que ha revelado más de 10.000 megaestructuras. Antes del descubrimiento de Porphyrion, el mayor sistema de chorros confirmado era Alcyoneus, descubierto en 2022 por el mismo equipo y que abarca el equivalente a unas 100 vías lácteas.
Estudiando las galaxias
El último hallazgo sugiere que estos sistemas de jets gigantes pueden haber tenido una mayor influencia en la formación de galaxias en el universo joven de lo que se creía hasta ahora. Porphyrion existió durante una época temprana en la que los filamentos difusos que conectan y alimentan las galaxias, conocidos como la red cósmica, estaban más juntos que ahora. Esto significa que jets enormes como Porphyrion se extendían por una porción mayor de la red cósmica en comparación con los chorros del universo local.
Este sistema se descubrió utilizando los radiotelescopios LOFAR (LOw Frequency ARray) en Europa. El equipo también utilizó el radiotelescopio Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) de la India, junto con datos auxiliares de un proyecto denominado Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), así como el Observatorio W. M. Keck de Hawai para demostrar que Porphyrion se encuentra a 7.500 millones de años luz de la Tierra.
Esta tecnología ayudó a los astrofísicos a determinar la galaxia anfitriona correcta del agujero negro supermasivo que produjo los chorros.
Cuando los agujeros negros supermasivos se activan –es decir, cuando sus inmensas fuerzas gravitatorias tiran de la materia circundante y la calientan-, se cree que emiten energía en forma de radiación o de chorros. Los agujeros negros en modo radiativo son más comunes en el universo joven o lejano, mientras que los agujeros negros en modo de chorro son más comunes en el universo actual. Las observaciones del Keck también revelaron que Porphyrion surgió de lo que se denomina un agujero negro activo en modo radiativo, en contraposición a uno en modo de chorro.
«Al comparar las múltiples observaciones complementarias de esta fuente con los modelos teóricos, pudimos aprender más sobre la física en el agujero negro y su galaxia. Aquí pudimos aprender que los chorros gigantes en Porphyrion surgen de un agujero negro en modo radiativo», explica la Dra. Calistro Rivera sobre su contribución. El hecho de que Porphyrion procediera de un agujero negro de modo radiativo fue una sorpresa porque los astrónomos no sabían que este modo pudiera producir chorros tan enormes y potentes.
Es más, dado que Porphyrion se encuentra en el universo distante, donde abundan los agujeros negros de modo radiativo, el hallazgo implica que pueden quedar muchos más jets colosales por encontrar.
«Puede que estemos viendo la punta del iceberg», afirma Oei. «Nuestro estudio con el telescopio LOFAR sólo cubría el 15% del cielo. Y es probable que la mayoría de estos chorros gigantes sean difíciles de detectar, por lo que creemos que hay muchos más de estos gigantes ahí fuera».
Como siguiente paso, el equipo de astrónomos de origen peruano, europeo y norteamericano quiere comprender mejor cómo influyen estas megaestructuras en su entorno a medida que propagan rayos cósmicos, calor, átomos pesados y campos magnéticos por el espacio entre galaxias.
El estudio de Nature, titulado «Black hole jets on the scale of the cosmic web» (Chorros de agujeros negros a escala de la red cósmica), ha sido financiado por el Consejo de Investigación Holandés, el Consejo Europeo de Investigación, el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas del Reino Unido, la Beca para Futuros Líderes en Investigación e Innovación del Reino Unido y la Unión Europea.
