La imagen con mayor resolución de la historia de la astronomía muestra las entrañas de un núcleo galáctico.

Desde 1974, la técnica conocida como interferometría de muy larga base (VLBI por su acrónimo en inglés) permite que múltiples radiotelescopios separados geográficamente trabajen al unísono, funcionando como un telescopio con un diámetro equivalente a la distancia máxima que los separa. Esta técnica ha aportando imágenes con una resolución antes inconcebible, más de mil veces mejor que las que obtiene el telescopio espacial Hubble.

Ahora, una colaboración internacional ha batido todos los récords gracias al uso combinado de quince antenas terrestres y la antena de la misión espacial RadioAstron (Agencia Espacial Rusa), en órbita alrededor de la Tierra. El trabajo, liderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), aporta nuevas claves para el estudio de las galaxias activas, donde un agujero negro supermasivo absorbe el material que le rodea al tiempo que produce un par de chorros (o jets) de partículas energéticas que viajan a velocidades cercanas a la de la luz.

Descripción de la técnica de observación y los resultados. Fuente: MPIfR/A. Lobanov.

La astronomía en ondas de radio, un tipo de luz indetectable a nuestros ojos, resulta imprescindible para el estudio de las galaxias activas dado que sus jets emiten la mayor parte de su energía en ondas de radio. Pero las galaxias activas se encuentran a miles de millones de años luz de la Tierra, de modo que para poder estudiar estos objetos necesitamos observarlos con una resolución cada vez mejor. «Al combinar por primera vez antenas terrestres y la antena en órbita RadioAstron hemos logrado la resolución que tendría una antena con un tamaño equivalente a ocho veces el diámetro terrestre, unos veinte microsegundos de arco», apunta José Luis Gómez, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que encabeza el estudio.

Visto desde la Tierra, estos veinte microsegundos de arco corresponderían al tamaño de una moneda de dos euros en la superficie de la Luna, una resolución que ha permitido atisbar con una precisión inigualable las regiones centrales del objeto conocido como BL Lacertae, el núcleo activo de una galaxia situado a novecientos millones de años luz y que está alimentado por un agujero negro de unas doscientos millones de veces la masa de nuestro Sol.

Representación artística que muestra el funcionamiento de la interferometría de muy larga base desde el espacio: la antena de RadioAstron se combina con antenas terrestres y funcionan como el mayor radiotelescopio jamás concebido (con un diámetro equivalente a ocho veces el tamaño de la Tierra). Fuente:MPIfR/A. Lobanov.

OBJETOS EXTREMOS

Los núcleos de galaxias activas (o AGNs, de su nombre en inglés) son los objetos más energéticos del universo, pudiendo emitir de forma continua más de cien veces la energía liberada por todas las estrellas de una galaxia como la nuestra. “La resolución proporcionada por RadioAstron, sin precedentes en la historia de la Astronomía, nos permite una visión única de las regiones mas internas de los núcleos activos, donde se produce la mayor parte de su energía”, comenta Yuri Kovalev (Astro Space Center), Director Científico de la misión RadioAstron y miembro del equipo.

La hipótesis predominante sostiene que los AGNs están alimentados por un agujero negro supermasivo rodeado de un disco de materia que gira a su alrededor. Debido a esta rotación las líneas de campo se “enrollan” formando una estructura helicoidal que confina y acelera las partículas que forman los jets. “El estudio de BL Lacertae ha aportado un dato fundamental para la confirmación de este escenario, ya que ha permitido obtener la primera evidencia directa de la existencia de un campo magnético helicoidal a gran escala en un AGN”, señala José Luis Gómez (IAA-CSIC).

Representación conceptual del núcleo activo de una galaxia. Fuente: Wolfgang Steffen, UNAM.

Además, la excelente resolución obtenida en la primera imagen de VLBI espacial obtenida con la misión RadioAstron ha supuesto otro hito, al medir en el núcleo del jet en BL Lacertae una concentración de energía (radiación emitida por unidad de área) muy por encima de lo observado hasta ahora en los AGNs, y que levanta dudas sobre los modelos teóricos empleados hasta ahora para explicar cómo brillan estos objetos. “En BL Lacertae estamos observando las zonas más calientes del Cosmos, un ‘horno’ miles de millones de veces más caliente que el Sol’, comenta Andrei Lobanov (MPIfR), co-investigador del trabajo.

«Los astrofísicos manejamos un modelo para explicar cómo se genera la energía de los AGNs que pone un límite a la cantidad total que puede emitir su núcleo. Estos objetos pueden presentar aumentos puntuales de energía durante uno o dos días, pero las energías medidas en BL Lacertae son demasiado elevadas y constantes, lo que implica que o bien el jet es más relativista de lo que pensamos o tenemos que revisar nuestros modelos teóricos,” concluye José Luis Gómez (IAA-CSIC).