Hallan al culpable de la 'fractura' del 'hueso' más denso del centro de nuestra galaxia

El centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, es un lugar bullicioso, repleto de estrellas y dominado por un agujero negro supermasivo, Sagitario A*. Y justo ahí, en medio de poderosos campos magnéticos que regulan la producción de estrellas, los astrónomos llevan años observando enormes y alargadas estructuras, similares a 'huesos' cósmicos. Se trata de largos filamentos de gas, y se sabe que desempeñan un papel crucial en la formación estelar.

Pero no se trata de meras curiosidades cósmicas. Muy al contrario, los 'huesos' desempeñan un papel activo en la dinámica galáctica. Actúan, de hecho, como puentes que conectan los brazos espirales de la Vía Láctea, donde la densidad de gas es mayor, con las regiones donde la formación estelar está en curso. Además, sus propiedades cinemáticas, es decir, la forma en que se mueven, son similares a las de las nubes moleculares en general, lo que los convierte en objetos de estudio especialmente valiosos para los astrónomos.

Para entender mejor la importancia de este hallazgo, podemos imaginar que la galaxia es una vasta metrópoli cuyos brazos espirales son sus principales avenidas. A lo largo de ellas, y a veces conectándolas, hay gigantescas nubes moleculares, las cunas donde nacen las estrellas. Y dentro de estas nubes, existen regiones aún más densas y filamentosas, los mencionados 'huesos', que son las estructuras más densas asociadas a los brazos espirales y de las que, hasta ahora, se ha identificado una veintena.

Ahora, uno de esos huesos en particular, que por su forma recibe el nombre de 'Serpiente del centro galáctico' ha llamado poderosamente la atención de los científicos. Y es que esta enorme estructura alargada, que se extiende a lo largo de 230 años luz, presenta una característica desconcertante: parece estar 'fracturada' en dos puntos diferentes.

Tras analizar datos recientes obtenidos por el observatorio de rayos X Chandra de la NASA y diversos radiotelescopios, un equipo de investigadores acaba de proponer una explicación sorprendente para estas 'fracturas'. Su investigación, recién publicada en 'Monthly Notices of the Royal Astronomical Society', sugiere que la culpable de esta deformación cósmica podría ser una colisión a altísima velocidad con un púlsar, una estrella de neutrones altamente magnetizada.

La Serpiente del Centro Galáctico (también conocida como G359.13) destaca por su longitud y su brillo en ondas de radio. Pero lo que realmente la diferencia de los demás filamentos son las dos 'jorobas' o 'fracturas' que presenta en dos sitios diferentes. Estas deformaciones, muy significativas en su estructura lineal magnetizada, que normalmente se extiende perpendicular al plano galáctico, han desconcertado a los astrónomos durante años.

«La Serpiente -escriben los autores en su estudio- es un notable filamento de radio en el centro galáctico con una morfología caracterizada por dos quiebros a lo largo de su extensión. Las roturas mayor y menor se localizan donde el filamento está más distorsionado y menos se parece a una estructura lineal magnetizada que discurre perpendicular al plano galáctico».

Para desentrañar el misterio, los investigadores analizaron meticulosamente datos de radio y de rayos X de la Serpiente Cósmica. Y justo en el lugar de una de las 'fracturas', identificaron una fuente brillante tanto en rayos X como en ondas de radio. Tras un análisis exhaustivo de sus propiedades, llegaron a la sorprendente conclusión de que, con toda probabilidad, el 'culpable' de la deformación es un púlsar veloz.

Un púlsar es una estrella de neutrones que gira rápidamente y emite haces de radiación electromagnética desde sus polos magnéticos. Estas estrellas increíblemente densas son el resultado del colapso gravitatorio de estrellas masivas al final de sus vidas, en eventos conocidos como supernovas. Pero solo las estrellas más masivas dejan tras de sí un agujero negro cuando estallan como supernovas. Cuando no son lo suficientemente grandes, lo que sucede a menudo, la gravedad no basta para hacer que la estrella entera colapse y se comprima en un único punto, aunque sí para que su masa se 'aplaste' en una esfera mucho más pequeña y extraordinariamente compacta, una estrella de neutrones. Algunas de ellas, impulsadas por las propias explosiones, empiezan a girar muy rápidamente sobre sí mismas y son lanzadas a velocidades prodigiosas a través del espacio. Son las que conocemos como púlsares.

Los cálculos de los investigadores sugieren que este púlsar intruso impactó contra el filamento de la Serpiente a una velocidad relativa asombrosa, estimada entre 1,6 y 3,2 millones de kilómetros por hora. Esta colisión cósmica probablemente perturbó el campo magnético interno del 'hueso' galáctico, lo que a su vez deformó la señal de radio que emite. Además, la interacción habría acelerado electrones y sus antipartículas de antimateria, los positrones, a energías elevadísimas, convirtiéndolos en una fuente adicional de las señales observadas.

«La luminosidad de radio y el espectro empinado de la fuente compacta son consistentes con un púlsar - escriben los investigadores-. También mostramos un aplanamiento del espectro y una mayor emisividad sincrotrón lejos de la posición del quiebro principal a lo largo de la Serpiente, lo que sugiere la inyección de partículas relativistas».

La emisión sincrotrón se produce cuando partículas cargadas, como los electrones, se mueven a velocidades cercanas a la de la luz en presencia de un campo magnético, liberando energía en forma de radiación electromagnética. El aumento de esta emisión lejos del punto principal del impacto apoya la idea de que la colisión dispersó partículas energéticas a lo largo de todo el filamento.

Los investigadores, pues, argumentan que la 'fractura' principal de la Serpiente fue causada directamente cuando este objeto de alta velocidad 'golpeó' el filamento, distorsionando su estructura magnética y generando la emisión de rayos X detectada.

Curiosamente, también proponen que la 'fractura' secundaria podría haber sido provocada por el impacto del mismo objeto de alta velocidad que produjo la deformación principal. Es como si la onda de choque de la colisión inicial hubiera reverberado a través del filamento, creando una segunda perturbación.

Si bien esta nueva investigación ofrece una explicación convincente para el misterio de la 'fractura' en la Serpiente Cósmica, los científicos enfatizan que se necesitan más observaciones para confirmar completamente este escenario. «Futuras imágenes sensibles y de alta resolución en radio y rayos X -concluyen los investigadores-, examinarán la interacción que describimos aquí. Estas mediciones proporcionarán información sobre el origen de uno de los filamentos de radio más notables del Centro Galáctico».

Por lo tanto, mantener un ojo en esta gigantesca 'serpiente' cósmica que, a 26.000 años luz de la Tierra, se extiende a través del corazón de nuestra galaxia, sigue siendo una prioridad para los astrónomos. Comprender los procesos que dan forma a estas estructuras y las fuerzas que actúan sobre ellas nos permite adentrarnos más profundamente en la compleja y fascinante dinámica de la Vía Láctea. Las futuras observaciones prometen revelar aún más secretos de este enigmático 'hueso' cósmico y de los violentos encuentros que pueden ocurrir en el superpoblado corazón galáctico.