El Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) participa en el estudio de una galaxia que alberga un agujero negro supermasivo con características nunca vistas previamente. El descubrimiento se ha realizado en una galaxia (1ES 1927+654) situada a unos 270 millones de años luz en la constelación de Draco, con un agujero negro central de masa equivalente a 1,4 millones de soles

Esta galaxia lleva años siendo observada por un equipo internacional y ahora se ha podido captar el lanzamiento de un chorro de plasma que se desplaza a casi un tercio de la velocidad de la luz y de unas inusuales y rápidas fluctuaciones de rayos X que probablemente surgen cerca del borde mismo del agujero negro.

La investigación, como es habitual en estos casos, forma parte de una colaboración internacional en la que están implicadas la Universidad de Maryland, la NASA y el IAC, entre otras instituciones. Desde el IAC, José Acosta Pulido y Josefa Becerra González han participado en la investigación. 

“A finales de 2017, el núcleo de la galaxia empezó a cambiar sus propiedades ante nuestros ojos, con un gran estallido en luz visible, ultravioleta y de rayos X", explica Eileen Meyer, profesora asociada de la UMBC (Universidad de Maryland de EE.UU.), quien añade que “muchos equipos lo han estado monitorizando de cerca desde entonces”. 

Tras el estallido en 2017, el agujero negro pareció volver a un estado de calma, con una pausa en su actividad. A partir de Mayo de 2022, y durante meses, se observó un aumento constante de los rayos X de baja energía en las mediciones realizadas por los observatorios espaciales  Neil Gehrels Swift y NuSTAR de la NASA , NICER (instalado en la Estación Espacial Internacional) y XMM-Newton de la ESA (Agencia Espacial Europea). Estas observaciones se llevaron a cabo por un equipo dirigido por Sibasish Laha perteneciente a la UMBC y al Centro Goddard de NASA. 

Este programa de observación continúa en la actualidad con la contribución del IAC que aporta datos en el rango visible desde sus observatorios. “A pesar de la intensa actividad mostrada a bajas y altas energías, la emisión en el rango visible se ha mantenido prácticamente constante durante el periodo 2022-2024, debido a que esta emisión está dominada por la población estelar de la galaxia”, destaca el investigador del IAC, José Acosta. 

El aumento de los rayos X llevó al equipo de la Universidad de Maryland a realizar nuevas observaciones de radio en abril de 2023, que indicaron que se estaba produciendo un gran aumento de la emisión en radio muy poco habitual. Se iniciaron entonces observaciones utilizando el VLBA (Very Long Baseline Array) del NRAO (Observatorio Radioastronómico Nacional) y otras instalaciones con el fin de conseguir imágenes de alta resolución espacial de las regiones más internas de la galaxia (escalas de un año luz de diámetro a la distancia de 1ES 1927+654).

Los datos de radio tomados entre febrero y mayo de 2024 revelaron lo que parece ser la formación de chorros de plasma (material muy ionizado), que se extienden a ambos lados del agujero negro. “La formación de un chorro nunca se había observado antes en tiempo real”, explica Meyer y añade que “creemos que en los primeros estadios de la formación del chorro quedó oculto a nuestra vista por el gas caliente y sólo pudo detectarse después de su expansión”.

Por su parte, la investigadora del IAC Josefa Becerra añade que “durante el periodo 2022 a 2024, coincidente con el nacimiento del chorro de plasma, no se observa un cambio significativo en luz visible. Sin embargo, durante el episodio de actividad registrado en 2018 observamos cambios importantes en las características de su emisión a estas energías que corresponden a la aparición de nubes de gas ionizado moviéndose a altas velocidades y su posterior desaparición. En este hallazgo jugó un papel fundamental las observaciones desde los observatorios canarios, en particular las realizadas con el Gran Telescopio Canarias (GTC), ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma”.

Por otra parte, mediante observaciones con el satélite XMM-Newton, Megan Masterson  (Instituto Tecnológico de Massachusetts) y su equipo descubrió que la emisión del núcleo de la galaxia experimentó variaciones extremadamente rápidas en rayos X, entre julio de 2022 y marzo de 2024. Durante este periodo, el brillo osciló regularmente cada pocos minutos. El periodo de oscilación del objeto se redujo de 18 a solo 7 minutos y, finalmente se estabilizó inesperadamente. Tales cambios son difíciles de detectar alrededor de agujeros negros supermasivos y, hasta la fecha, solo se han observado en unos pocos sistemas. 

El estudio concluye que el escenario más plausible implica la presencia de una enana blanca de baja masa -un resto estelar del tamaño de la Tierra- que podía permanecer cerca del horizonte de sucesos del agujero negro mientras se desprende de parte de su materia.