Al pensar en una galaxia, solemos imaginar un vasto conjunto de estrellas brillando en el cielo, rodeadas de gas y polvo, formando estructuras majestuosas como brazos espirales, halos y discos estelares.
Sin embargo, en el corazón de cada galaxia existe una región mucho más compacta y fascinante: su núcleo. Aunque diminuto en comparación con el tamaño total de la galaxia, allí se concentran fenómenos capaces de influir en la evolución de toda la estructura. En ese punto central surge uno de los temas más apasionantes de la astronomía moderna: el ciclo de vida de los centros galácticos y lo que ocurre cuando se “apagan”.
Para comprender cómo sucede este proceso y qué evidencias deja tras de sí, dentro del ciclo Noticias del cosmos, organizado por el Colegio Nacional de México, la investigadora del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM, Donaji Esparza Arredondo, ofreció la conferencia “Cazando fantasmas: cuando los centros galácticos se apagan”. En ella explicó en detalle este fenómeno y describió el trabajo de los astrónomos para detectar los rastros que dejan estas fases de actividad, conocidos coloquialmente como fantasmas galácticos.
Una fuerza que se apaga
En el centro de la mayoría de las galaxias reside un agujero negro supermasivo, un objeto cuya masa puede alcanzar miles de millones de veces la del Sol, concentrada en un espacio sorprendentemente pequeño. Esta concentración extrema genera una fuerza gravitatoria tan intensa que nada puede escapar, ni siquiera la luz, razón por la cual los agujeros negros no pueden observarse directamente.
A pesar de su invisibilidad, los astrónomos detectan su influencia en el entorno. El gas y el polvo que caen hacia el agujero negro se calientan hasta alcanzar temperaturas enormes, generando un resplandor intenso que convierte al núcleo galáctico en un auténtico faro cósmico. Cuando esto ocurre, se habla de un núcleo galáctico activo; en los casos más extremos, estos objetos se conocen como cuásares, capaces de brillar a distancias inimaginables e incluso de saturar la sensibilidad de los telescopios.
Sin embargo, esta fase de intensa actividad no dura para siempre. Al igual que cualquier fuente de energía, los núcleos galácticos dependen de un suministro constante de material. Cuando el gas y el polvo que alimentan al agujero negro se agotan o dejan de llegar en cantidades suficientes, el núcleo comienza a apagarse. El resplandor extremo disminuye y deja al descubierto un centro mucho más tenue, donde la luz proviene principalmente de las estrellas y no del material en caída.
Este proceso marca un cambio fundamental: la galaxia deja de tener un núcleo activo y su evolución continúa bajo nuevas condiciones. El agujero negro supermasivo permanece presente, pero ahora silencioso. Mientras tanto, los astrónomos buscan las huellas de su actividad pasada para entender cómo esa etapa influyó en la vida de toda la galaxia.
Fantasma que revelan un pasado asombroso
A partir de esos rastros, los científicos reconstruyen la historia de las galaxias y, por extensión, del universo mismo. El estudio de los llamados fantasmas galácticos permite estimar cuánta materia alimentó al agujero negro, cómo esa energía afectó la formación de estrellas y de qué manera alteró la estructura completa de la galaxia.
De acuerdo con la investigadora del IRyA, estos fantasmas pueden manifestarse en distintas escalas de tiempo:
- Gas caliente, observable en rayos X, que suele enfriarse en un lapso aproximado de 119 días.
- Polvo calentado, que gracias a la intensa radiación puede seguir brillando durante décadas, típicamente alrededor de 32 años.
- Nubes distantes, cuyo eco luminoso puede persistir más de tres mil años.
- Chorros de material, detectables en ondas de radio, que tardan cientos de miles de años en desvanecerse por completo.
Algunos de estos rastros alcanzan dimensiones colosales. Entre las estructuras más impresionantes asociadas a esta actividad pasada se encuentran las Burbujas de Fermi, gigantescas regiones que emergen desde el centro de la galaxia y se extienden por decenas de miles de años luz. Descubiertas en nuestra propia Vía Láctea, constituyen una evidencia contundente de que el agujero negro central estuvo activo en el pasado, aunque hoy se encuentre en relativa calma.
¿Cómo se puede ver lo invisible?
Detectar estos fantasmas galácticos implica observar el universo más allá de la luz visible. Cada tipo de rastro se manifiesta en una región distinta del espectro electromagnético.
El gas extremadamente caliente solo puede observarse en rayos X; el polvo templado brilla en el infrarrojo; y los chorros lejanos se detectan en radio. Por ello, señaló la investigadora Donaji Esparza Arredondo, los científicos combinan observaciones de distintos telescopios, como el James Webb Space Telescope, especializado en el infrarrojo, o el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, capaz de estudiar el universo en ondas milimétricas y submilimétricas. Al superponer estas miradas complementarias, reconstruyen la historia energética de cada galaxia.
Pero no solo los grandes observatorios participan en esta búsqueda. Los astrónomos aficionados también contribuyen a la detección de estos fenómenos. El proyecto Galaxy Zoo, por ejemplo, invita a voluntarios de todo el mundo a clasificar galaxias. Gracias a este esfuerzo colectivo se descubrió un objeto extraordinario: Hanny’s Voorwerp, una nube iluminada por el eco de un cuásar ya apagado, asociada a la galaxia IC 2497.
Este hallazgo demostró que incluso cuando un núcleo parece inactivo, el espacio circundante puede conservar la memoria luminosa de su pasado.
Una memoria del pasado
Los núcleos apagados nos recuerdan que incluso los objetos más poderosos del universo tienen un ciclo de vida, y que el cosmos está en constante cambio, alternando entre fases de actividad deslumbrante y periodos de calma relativa.
Así, al estudiar cuándo y cómo los centros galácticos se apagan, no solo observamos agujeros negros supermasivos o gases brillando en el espacio: accedemos a un testimonio directo de la historia dinámica de las galaxias. En el fondo, cazar fantasmas galácticos es aprender a leer la memoria luminosa del universo, una memoria que sigue hablándonos incluso cuando el faro central parece haberse extinguido.