La imagen es el espectro de rayos X de la región central de la galaxia NGC 5548. El espectro muestra la cantidad de rayos X presente para cada longitud de onda o energía, y los acumula en un código de barras cósmico. Así, los científicos pueden mantener un inventario del gas alrededor del agujero negro gigante en el centro de la galaxia. Los profundos valles en el espectro se producen cuando un manto de gas calido (unos pocos millones de grados) absorbe rayos X de energías específicas desde el gas más caliente, cercano al agujero negro central.

Usando el observatorio de Rayos X Chandra, de la NASA, un equipo internacional de astrónomos ha obtenido un código de barras de alta energía del gas caliente en las proximidades de un agujero negro gigante. Estas medidas, las más precisas de su tipo que se hayan hecho nunca con un telescopio de rayos X, demuestran la existencia de un manto de gas cálido que se aleja velozmente del agujero negro.

Jelle Kaastra de la organización holandesa de investigación espacial, en Utrecht y otros colegas, usaron la rejilla de transmisión de baja energía junto a la cámara de alta resolución del Chandra para medir la cantidad de rayos X presentes en diferentes rangos de energía. Con dicha información, construyeron el espectro de rayos X de la fuente.

Su objetivo era la región central, el núcleo de la galaxia NGC 5548, que observaron durante 24 horas. Esta galaxia es de una clase conocida por tener núcleos excepcionalmente brillantes, que están asociados a flujos de gas alrededor y hacia agujeros negros gigantes. Este flujo produce una gigantesca emanación de energía que aleja del agujero negro parte del material.

Los astrónomos han usado telescopios ópticos, ultravioletas, y de rayos X en un esfuerzo por desenmarañar la compleja naturaleza de los flujos ascendentes y descendentes de gas a diferentes distancias del agujero negro en NGC 5548. Las observaciones mediante rayos X proporcionan un asiento de primera fila para observar la acción alrededor del agujero negro. Usando la rejilla de transmisión de baja energía, el equipo Holanda-EEUU-Alemania se concentró en el gas que forma un manto cálido que cubre parcialmente la región más interior, donde se producen los rayos X de mayor energía.

Aunque puede recordarnos al huevo frito de nuestro desayuno, en realidad es mucho más grande. De hecho, rodeada por brazos espirales teñidos de azul, débilmente visibles, formadores de estrellas, la amarilla yema central de esta galaxia en visión frontal NGC 7742, tiene una anchura de unos 3,000 años luz. Como NGC 5548, esta galaxia es de tipo Seyfert, una clase de galaxia espiral activa con un centro o núcleo muy brillante en longitudes de onda visibles. Se piensa que galaxias como la NGC 7742 y 5548 pueden albergar agujeros negros masivos en su corazón.

A la vez que los rayos X de alta energía se alejan de las proximidades del agujero negro, calientan el manto de gas a temperaturas de unos pocos millones de grados, mientras el manto absorbe parte de los rayos X de la fuente central. Esto produce bandas oscuras, o líneas de absorción en el espectro de rayos X. También están presentes líneas claras debidas a emisión desde el manto gaseoso. Ya que cada elemento tiene su estructura particular, estas líneas pueden leerse como si de un código de barras cósmico se tratara, manteniendo el inventario del gas. El equipo pudo determinar qué átomos y en qué cantidad componen el gas, el número de electrones que cada átomo ha retenido en el hostil entorno del agujero negro, y cómo se mueve el gas allí. Encontraron líneas de ocho elementos diferentes, entre ellos carbono, nitrógeno, oxígeno y hierro. Se encontró que la cantidad total de gas es 100 veces superior a la hallada mediante observaciones ópticas y ultravioleta.

El equipo de científicos que realizó esta investigación se compone de Jelle Kaastra, Rolf Mewe y Albert Brinkman de la organización holandesa de investigación espacial, en Utrecht, Duane Liedahl del Lawrence Livermore National Laboratory en Livermore, Calif., y Stefanie Komossa del Max Planck Institute en Garching, Alemania. Un informe de sus hallazgos se publicará en el número de Marzo de la revista europea Astronomy & Astrophysics.

La rejilla de transmisión de baja energía fue construida por el Instituto de investigación espacial de Holanda, y el instituto Max Planck bajo la dirección de Albert Brinkman. La cámara de alta resolución fue construida por el Observatorio Astrofísico Smithsoniano en Cambridge, Mass., bajo la dirección de Stephen Murray.