revista de divulgación del Instituto de Astrofísica de Andalucía

El Moby Dick de...

El centro Galáctico

Mi Moby Dick es el centro de la Vía Láctea. Desde los comienzos de mi carrera como astrofísico observacional me he dedicado a explorar este laboratorio astrofísico único para entender las propiedades de Sagitario A*, el agujero negro masivo en el mismísimo centro, y de las densas estructuras estelares que lo rodean, así como la forma en la que interactúan estas entidades.
Todo empezó cuando terminé con mi Diplomarbeit (tesis de diploma), un trabajo científico de un año con el que antaño se terminaban los estudios de ciencias naturales en Alemania -equivalente a un trabajo fin de máster de hoy en día-. Entonces (al principio del nuevo milenio) era estudiante de geofísica en la Universidad de Munich e investigaba la física de la cola del campo magnético de la Tierra. Como desarrollaba mi trabajo en el Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre, donde había mucha investigación en astrofísica (además, con ESO y el Instituto Max-Planck de Astrofísica de vecinos) decidí que iba a atreverme a  realizar mi sueño de hacerme astrónomo. Así que fui a “tocar puertas” para preguntar quién podría estar interesado en acogerme como estudiante de doctorado en astrofísica. Gracias a las buenas recomendaciones de mis tutores de Diplomarbeit fui acogido por el muy conocido astrofísico Reinhard Genzel y su equipo. Entonces yo era un novato y tenía muchísimo que aprender: ¡ni siquiera sabía que se podía medir el movimiento propio de las estrellas!, un método que iba a ser clave para mi doctorado y futura investigación.

El último año de mi tesis fue extremadamente intenso y estuvo acompañado de los fuegos artificiales que supusieron los resultados que producía el grupo de Reinhard Genzel con la nueva instrumentación en el VLT (Very Large Telescope). Tuve la enorme suerte de llevar a cabo mi tesis justo en el momento en que la estrella más brillante cerca de Sagitario A*, llamada S2, pasaba por el pericentro, o posición de su órbita más próxima al agujero negro. Así, usando las leyes de Kepler, pude determinar que había una masa de aproximadamente cuatro millones de masas solares encerrada en un volumen de apenas tres veces el tamaño de nuestro sistema planetario. Con esta medida clave se podía demostrar, más allá de dudas razonables, que Sagitario A*, esta fuente puntual de radio descubierta por Balic & Brown en 1974, era de verdad un agujero negro masivo y que tales entidades existen también en los centros de galaxias tan tranquilas como la nuestra.

Ampliando el objetivo

Desde entonces no he podido salir del pozo de potencial profundo que es el centro Galáctico. Mientras al principio enfocaba mi atención a Sagitario A*, poco a poco fui aumentando la envergadura de mi investigación para englobar el cúmulo nuclear, que alberga el agujero negro en su centro y, ahora, el disco nuclear. Para explicar este cambio de foco suelo decir que “para entender un elefante hay que estudiar también su hábitat”. Y el de SgrA* es un hábitat de superlativos. El cúmulo nuclear tiene un tamaño muy parecido al de un cúmulo globular, pero es mucho más masivo: contiene unos veinticinco millones de masas solares. La densidad de estrellas en el pársec central (los 3,26 años luz centrales) alcanza hasta diez millones de veces la densidad estelar en la vecindad del Sol. El disco nuclear alrededor del cúmulo nuclear tiene un radio de unos doscientos pársecs, contiene hasta mil millones de masas solares y es, normalizado por volumen, la fábrica de estrellas masivas más activa de toda la Vía Láctea. ¡Incluso hay estrellas que se han formado hace unos pocos millones de años en la vecindad directa (a tan solo 0.1 pársecs) del agujero negro!
El centro Galáctico se suele describir como un laboratorio astrofísico único, donde podemos investigar la validez de la Teoría de la Relatividad General, procesos como la interacción de estrellas y de materia interestelar con un agujero negro masivo, estrellas que son muy raras en el resto de la Galaxia o la formación estelar en ambientes extremos. Desafortunadamente, el centro Galáctico es difícil de estudiar porque sufre de una extrema extinción interestelar y por eso solo es observable en el rango infrarrojo. Además, la densidad de estrellas es tan alta que necesitamos observarlo con la resolución angular más alta posible, lo que requiere del uso de los telescopios más grandes y de técnicas especiales (óptica adaptativa, speckle imaging) para contrarrestar el efecto desfavorable que tiene la atmósfera terrestre en la calidad de las imágenes astronómicas. Esto significa que, de momento, solo podemos estudiar la punta del iceberg, aproximadamente un 10% de las estrellas en el centro Galáctico. Sin embargo, el continuo progreso en nuestras técnicas de análisis, en instrumentos y telescopios -en menos de diez años tendremos a nuestra disponibilidad uno de casi cuarenta metros de diámetro (ELT/ESO)- significa que vamos erosionando la superficie y profundizando en el asombroso núcleo de nuestra Galaxia.
Y allí es donde creo que yace el verdadero canto de ballena que me fuerza a perseguir mi Moby Dick: quiero excavar ese iceberg y encontrar sus tesoros ocultos.

Rainer Schödel (IAA-CSIC)

Rainer Schödel se doctoró en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre/Universidad de Munich y, tras una estancia en la Universidad de Colonia, comenzó a trabajar en el Instituto de Astrofísica de Andalucía. En 2014 obtuvo una ERC Consolidator Grant, que ofrece una subvención a largo plazo para el desarrollo de proyectos con carácter rompedor encabezados por científicos jóvenes y prometedores.