James Webb confirma la existencia de un contrajet en el agujero negro M87* con imágenes infrarrojas
- Manuel Córdoba
- 18 oct
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Nuevas imágenes del telescopio James Webb revelan, por primera vez en el infrarrojo, la existencia confirmada de un contrajet en M87, aportando datos clave sobre su estructura y dinámica.
Publicado por Eugenio M. Fernández Aguilar
Físico, escritor y divulgador científico. Director de Muy Interesante Digital
Una de las galaxias más estudiadas del universo acaba de revelar un nuevo detalle que había permanecido oculto. Gracias a la aguda visión infrarroja del telescopio espacial James Webb, un equipo internacional de investigadores ha logrado observar, con una nitidez sin precedentes, el chorro secundario —o contrajet— que emana del agujero negro supermasivo situado en el centro de la galaxia M87. Este fenómeno ya había sido sugerido por observaciones en radiofrecuencia, pero hasta ahora no se había captado con tal claridad en el espectro infrarrojo.
El estudio, publicado en Astronomy & Astrophysics, no solo confirma este contrajet, sino que también ofrece nuevas imágenes detalladas de la compleja estructura del chorro principal. La calidad de los datos obtenidos permite a los científicos analizar características individuales de las regiones activas del jet y medir diferencias sutiles en su composición. En palabras literales del artículo, “en las imágenes de 2,77 y 3,56 µm también detectamos el contrajet a ~24 arcsec del núcleo y encontramos que su morfología es consistente con las observaciones en radio”.
Una galaxia conocida, pero aún llena de sorpresas
La galaxia M87 es célebre por muchos motivos. Se encuentra a unos 54 millones de años luz de la Tierra y fue la primera en mostrar una imagen directa de un agujero negro, gracias al Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT) en 2019. Ese agujero negro, conocido como M87*, tiene una masa equivalente a 6.500 millones de soles y genera un gigantesco chorro de materia que se lanza al espacio casi a la velocidad de la luz.
Este chorro, visible desde hace más de un siglo en diversas longitudes de onda, ha sido una herramienta clave para estudiar el comportamiento de los núcleos galácticos activos. Sin embargo, su contrapartida —el chorro que apunta en dirección opuesta— había sido difícil de captar, especialmente fuera del espectro de radio. La detección nítida del contrajet con Webb aporta una nueva pieza esencial al rompecabezas.
Qué observaron exactamente los astrónomos
Para realizar este estudio, los investigadores utilizaron la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) del telescopio Webb, captando imágenes en cuatro longitudes de onda distintas: 0,90, 1,50, 2,77 y 3,56 micrones. A partir de estas observaciones, aplicaron un cuidadoso procesamiento de datos para eliminar el brillo de la galaxia, aislando así el jet y el contrajet de fondo.
Uno de los resultados más destacados fue la observación detallada de HST-1, una región brillante situada a menos de un segundo de arco del núcleo galáctico. Las imágenes no solo confirmaron su existencia, sino que revelaron una subestructura doble. Según el artículo, “ambas imágenes individuales y el mapa de índice espectral indican claramente su subestructura de dos componentes con elementos de tamaño y densidad de flujo similares”.
Este tipo de detalles permite identificar diferencias en los procesos físicos que ocurren en distintas zonas del jet, como cambios en la energía de las partículas o variaciones en los campos magnéticos locales. También se midió el índice espectral en cada zona, un parámetro que ayuda a determinar cómo varía la intensidad de la radiación con la longitud de onda.
Un contrajet difícil de ver, pero ahora más claro
En las imágenes tomadas a longitudes de onda más largas, los científicos detectaron un contrajet que se extiende en dirección opuesta al chorro principal. Su forma es curvada, en forma de C, y aparece a unos 24 segundos de arco del núcleo, tal como se había sugerido en observaciones previas con radiotelescopios.
Lo novedoso es que esta vez se ha podido observar con una claridad inédita en el espectro infrarrojo, lo que confirma su morfología y permite comparar su estructura con la del chorro principal. Tal como señala el artículo, “el contrajet consiste en dos filamentos conectados por un punto caliente, formando una estructura en C, coherente con su morfología en las longitudes de onda de radio”.
Los autores también midieron su flujo en diferentes longitudes de onda: 230 ± 30 µJy a 3,56 µm y 220 ± 30 µJy a 2,77 µm. Estas cifras confirman que, aunque más débil que el chorro principal, el contrajet es una estructura real y activa, probablemente afectada por la dirección del movimiento y los efectos relativistas, como el debilitamiento Doppler.
El papel del James Webb en esta observación
El telescopio James Webb ha sido clave en este descubrimiento por su capacidad de observación en el infrarrojo cercano y medio, un rango que hasta ahora había sido poco explorado en detalle en el caso del M87. Gracias a la sensibilidad de sus instrumentos, se han podido obtener imágenes de alta resolución espacial y espectral que complementan décadas de datos en otras longitudes de onda.
Los investigadores destacan que este tipo de observaciones permite conectar los datos de radio con los de luz visible, completando así un espectro mucho más amplio del comportamiento del jet. En palabras del artículo: “las imágenes residuales del jet concuerdan ampliamente con el espectro de radio a óptico con un índice espectral α = 0,7−1,0”.
Además, la calidad de los datos permitió mapear cómo cambia el índice espectral a lo largo del jet, un indicador de cómo se enfrían o aceleran las partículas en distintas zonas. Este análisis aporta pistas sobre la dinámica interna del flujo y la forma en que interacciona con el entorno galáctico.
Qué significa este hallazgo para la astrofísica
Este avance no representa solo una mejora técnica en la calidad de las imágenes. También es un paso importante hacia la comprensión del funcionamiento de los chorros relativistas, estructuras que están presentes en muchas galaxias activas, pero cuyo origen y comportamiento aún no se comprenden del todo.
La confirmación del contrajet en el infrarrojo, su forma curva y su correspondencia con modelos previos en radiofrecuencia refuerzan la idea de que estos flujos de materia son estructuras simétricas, pero cuya visibilidad depende de su orientación con respecto al observador. Además, los datos permiten examinar cómo se disipan y ralentizan estos chorros al interactuar con el medio interestelar.
Por último, el artículo subraya que los resultados apoyan la idea de que estas estructuras están moldeadas por inestabilidades como las de Kelvin-Helmholtz y posiblemente alimentadas por mecanismos de reconexión magnética, lo que podría explicar su persistencia y potencia incluso a grandes distancias del núcleo.
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