Las Misteriosas Burbujas Cósmicas: Desvelando el Pasado Violento de la Vía Láctea

A pesar de ser el lugar que llamamos hogar, gran parte de la Vía Láctea sigue siendo un misterio. Esto se debe en parte a su tamaño: con 100,000 años luz de diámetro, es inimaginablemente masiva, albergando cientos de miles de millones de estrellas. Por ello, no sorprende que constantemente aprendamos cosas fascinantes y a veces inauditas sobre ella, como el hecho de que la Vía Láctea está colisionando con otra galaxia. Sin embargo, fue una sorpresa en 2010 cuando el Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma de la NASA detectó dos estructuras que se extendían 50,000 años luz por encima y por debajo del centro de nuestra galaxia. Bautizadas como las burbujas de Fermi, son estructuras similares a globos, de apariencia simétrica y evidencia de un evento violento desconocido en el pasado de la Vía Láctea.

Pero el misterio se volvió aún más intrigante en 2020 cuando el Telescopio de Rayos X eROSITA – parte de la misión espacial conjunta germano-rusa Spektr-RG – reveló nuevas burbujas en casi la misma ubicación que las burbujas de Fermi. Los investigadores observaron que estas burbujas de eROSITA se emitían en el espectro de Rayos X, y eran ligeramente más grandes y contenían más energía que las burbujas de Fermi.

¿Cuál es la naturaleza de estas burbujas, y de dónde provienen? Los científicos aún no están seguros, con teorías que van desde la implicación del Agujero Negro de nuestra galaxia hasta los resultados de un evento masivo de formación estelar. Echemos un vistazo a los posibles culpables para tener una mejor idea de cómo estas burbujas cambiaron nuestra comprensión de la galaxia que llamamos hogar.

Explicación 1: Un festín de alimentación de agujero negro

Elevándose decenas de miles de años luz por encima y por debajo del plano galáctico de la Vía Láctea, las burbujas de Fermi y eROSITA se encuentran entre las estructuras más enigmáticas de nuestra galaxia, y los científicos han propuesto varias teorías convincentes para ellas, cada una ofreciendo una visión diferente de la historia dinámica de la Vía Láctea.

Una hipótesis postula que las burbujas se formaron a partir de una enorme erupción de material de Sagittarius A* (Sgr A*), el Agujero Negro Supermasivo en el centro de nuestra galaxia. Si esto es cierto, sugiere que nuestro aparentemente tranquilo centro galáctico no siempre estuvo tan dormido. Algunos investigadores creen que hace unos 2.6 millones de años, un dramático evento de alimentación, donde el Agujero Negro consumió rápidamente grandes cantidades de materia, desencadenó dos masivos chorros de alta energía que esculpieron las estructuras que vemos hoy.

En un artículo de 2022 en la revista Nature Astronomy, científicos realizaron simulaciones matemáticas de los tipos de energía liberada que involucran gravedad, gases galácticos y Rayos Cósmicos. “Los Rayos Cósmicos, inyectados con los chorros del Agujero Negro, se expanden y forman las burbujas de Fermi que brillan en Rayos Gamma”, dijo Hsiang-Yi Karen Yang, astrónoma y autora principal del estudio, a Sci News. “La misma explosión expulsa gas del centro galáctico y forma una onda de choque que se observa como las burbujas de eROSITA”. Este proceso se conoce como un “chorro de agujero negro”, cuando la materia se precipita hacia un Agujero Negro antes de ser expulsada a altas velocidades. Esta teoría tiene mucho a su favor, ya que fenómenos similares se han observado en otras galaxias. Esto es significativo, ya que indicaría que la Vía Láctea no es tan tranquila como hoy, sino que podría haber experimentado varios episodios de estallido en su historia que dieron forma a lo que la galaxia parece hoy.

Explicación 2: Una tormenta de vientos estelares

Aunque la idea de una erupción de Agujero Negro es un fuerte contendiente, no es una garantía. Después de todo, existen decenas de misterios sobre los Agujeros Negros que los científicos aún no pueden explicar, por lo que es bueno recordar que la humanidad está operando en un área de relativa incógnita. Sin embargo, los científicos pueden hacer mucho con predicciones basadas en modelos, y otra explicación para las burbujas de Fermi y eROSITA pinta un panorama diferente, uno impulsado no por el Agujero Negro Central de la Vía Láctea, sino por un estallido de furiosa formación estelar. Esta teoría alternativa sugiere que hace millones de años, un evento de estallido estelar (Starburst) en el corazón de nuestra galaxia desató una enorme salida de energía.

Los Estallidos Estelares son períodos de intenso nacimiento estelar, durante los cuales vastas nubes de gas colapsan para formar nuevas estrellas a un ritmo acelerado. A medida que estas jóvenes y masivas estrellas queman su combustible, desatan potentes Vientos Estelares a partir de Supernovas colectivas. Si se agrupan suficientes de ellas en un espacio concentrado, como en el centro de una galaxia, se podrían formar burbujas como las que los astrónomos ven en las estructuras de Fermi y eROSITA. Si es correcto, significaría que la historia reciente de la Vía Láctea fue testigo de un período extremo de formación estelar.

Sin embargo, los modelos de Agujero Negro que los investigadores han puesto a prueba muestran que se alinean más estrechamente con lo que hemos observado en la galaxia hasta ahora. A medida que los científicos trabajan para alinear mejor sus modelos y recopilar más datos, los verdaderos orígenes detrás de los extraños “marcadores” de burbujas de nuestra galaxia se volverán cada vez más claros. Si desea aprender más sobre los tipos de dinámicas detrás de este misterio, puede investigar qué sucedió cuando los físicos simularon un Agujero Negro en un laboratorio.