El ojo del huracán (NGC 4151 y NGC 4156)

En el cosmos también hay monstruos, objetos tan grandes y pesados que devoran todo lo que hay a su alrededor: ni siquiera la luz escapa de ellos… Esta clásica descripción hace referencia a un objeto que todos conocemos bien, aunque nunca lo hayamos visto de forma directa. Nos referimos a los agujeros negros, y en concreto al agujero negro supermasivo que ocupa el centro de una galaxia, NGC 4151, en la constelación de Canes Venatici. A través de las fotografías de larga exposición podría parecer una cálida y apacible galaxia, un lugar donde cualquier estrella viviría en paz consigo misma. Sin embargo, si la vemos en rayos X y en ondas de radio la galaxia se mostrará con un aspecto realmente aterrador… Pero vayamos por partes.

Foto NGC 4151.jpg

La gran mayoría de galaxias de tamaño considerable guardan en su interior un agujero negro supermasivo, de masa proporcional al total de su galaxia (cuanto mayor es la galaxia, mayor el agujero negro). Su origen puede explicarse de dos maneras: o comenzó siendo un agujero negro de masa estelar y poco a poco ha ido ingiriendo material hasta alcanzar su tamaño final, o fue formado en una época primigenia, y la misma presión producida por el Big Bang promovió su formación, ya con un tamaño considerable desde el principio. Sea como sea, los agujeros negros supermasivos han resultado ser más frecuentes de lo que se pensaba en un principio, aunque también hay que decir que su comportamiento no es tan agresivo como el de los agujeros negros menores. En primer lugar, porque su masa se halla dispersa por un diámetro bastante mayor, motivo por el cual su horizonte de sucesos no arrastra con la misma fuerza con que lo haría un agujero negro estelar, sus fuerzas de marea son mucho menores. Por tanto, el bulbo de una galaxia que albergue uno de estos “monstruos” no debe ser tan desapacible como podría parecer a priori. De hecho, podría ser un espectáculo visual muy llamativo. No, no veríamos el agujero negro como tal, eso bien lo sabemos, pero sí veríamos el inmenso disco de acreción que gira a su alrededor, formado por gas y materia que se aceleran continuamente, calentándose en el proceso y aumentando su temperatura. Al acercarse al horizonte de sucesos la velocidad de este gas aumentaría exponencialmente, y en algunos casos saldría disparado hacia el espacio de manera bipolar, de forma que aparecerían dos chorros o jets que se prolongarían hacia el espacio extragaláctico. El material de acreción llega a alcanzar temperaturas tan calientes que emitirían ingentes cantidades de rayos X. Y, precisamente, hace 46 años el satélite Uhuru detectó, desde su órbita espacial, una importante fuente de rayos X que parecía provenir de un punto situado en el área de NGC 4151, una galaxia espiral que podemos encontrar a apenas 2 grados de NGC 4244.

Con estas breves nociones podemos echar un vistazo a la imagen combinada del telescopio Chandra con el Jacobus Kapteyn de las Palmas, publicada en un estudio de Noviembre de 2014. En ella, aunque parezca el ojo de Sauron, estamos contemplando las entrañas de la galaxia NGC 4151, en la imagen más detallada de un agujero negro supermasivo obtenida hasta la fecha. El centro brilla intensamente en color azul, manifestando la intensa radiación que emite en Rayos X. El color rojo que rodea a la pupila representa el hidrógeno neutro, que no es más que esa gran cantidad de gas que rodea al agujero negro y forma parte del disco de acreción, girando a su alrededor y cayendo hacia sus dominios, como el barco que engulle un remolino en altamar. Esos puntos amarillentos que brillan son zonas de formación estelar, ya que esta gran dinámica remueve el caldo de cultivo de la galaxia y estimula el nacimiento de estrellas por condensación del gas. De esta manera podemos decir que el agujero negro se va regulando a sí mismo: provoca la formación de estrellas que, posteriormente, acabará por devorar, en un ciclo que se repite cada varios millones de años.

Foto NGC 4151 X

El decalaje observado entre la radiación ultravioleta y el infrarrojo ha permitido estimar el tamaño del agujero negro, que resulta tener 30 días luz de diámetro, o lo que es lo mismo, 777 mil millones de kilómetros (130 veces la distancia que separa al Sol de Plutón). Gracias al conocimiento de sus dimensiones se ha podido calcular la distancia a NGC 4151 de una forma bastante exacta, haciendo uso de la trigonometría, estimándose en 62 millones de años luz. NGC 4151 se ha convertido, así, en la galaxia Seyfert más cercana a la Tierra y, por tanto, en el mejor modelo de estudio para conocer en profundidad a este interesante tipo de galaxia. ¿Más nombres y datos técnicos? Para nada, una galaxia Seyfert es el nombre con el que se conoce a una galaxia en cuyo interior hay un agujero negro supermasivo que emite una intensa radiación electromagnética en distintas longitudes de onda. Una de las más representativas es, como ya hemos visto con anterioridad, M77 en la constelación de Cetus.

Tras estos densos párrafos cargados de física para todos los públicos nos transportamos, por fin, a nuestro oscuro lugar de observación, acompañados del telescopio al que tanto cariño le estamos cogiendo y abanicados por la  fría brisa del cambio de estación, que trae consigo miríadas de galaxias puestas en bandeja para disfrutarlas con tranquilidad. La primera vez que observé NGC 4151 lo hice desde el absoluto desconocimiento, sin saber su aspecto ni sus características, aprovechando que me encontraba bajo un cielo bastante oscuro. Es fácil de encontrar, formando un triángulo isósceles con Chara y NGC 4244, en la rica constelación de Canes Venatici. Con una magnitud de 11.5, es fácilmente visible como una mancha redondeada, ligeramente ovalada, con un centro brillante y puntiforme que destaca sobre el resto del halo, muestra del gargantúa que reside en su interior. Dos estrellas extremadamente débiles la flanquean, apenas visibles con visión lateral. Decidido a buscar detalles, respiré hondo, dirigí la vista hacia el cielo plagado de miles de estrellas, y volví a mirar por el ocular, usando 214 aumentos. Necesité unos minutos de paciencia y una completa adaptación a la oscuridad, y entonces comencé a percibir que los extremos del óvalo parecían más definidos, con una densidad mayor que el resto de la galaxia, apareciendo como dos débiles arcos o signos de paréntesis rodeando al punto central.

NGC 4151

Al mismo tiempo, una segunda mancha hizo su aparición en el campo de visión, a unos 5 minutos de arco de distancia. Redondeada y débil, con poco más de 1 minuto de diámetro, comprobé que correspondía a NGC 4156, una galaxia espiral barrada de magnitud 13.5. Se encuentra muy cerca de NGC 4151, pero la perspectiva es engañosa, pues su distancia se estima en 230 millones de años luz, casi cuatro veces más lejana que su compañera. Curiosamente muestra también una elevada emisión de rayos X en su núcleo, aunque parece que en su caso se debe a una reciente interacción con otra galaxia satélite. El cosmos es un jardín fascinante en el que la más mínima flor puede guardar secretos apasionantes.

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