El centro de nuestra galaxia es un lugar abarrotado:un agujero negro que pesa 4 millones de veces más que nuestro sol está rodeado por millones de estrellas que lo rodean a velocidades vertiginosas. Este ambiente extremo está bañado por una intensa luz ultravioleta y radiación de rayos X. Sin embargo, gran parte de esta actividad está oculta a nuestra vista, oscurecido por vastas franjas de polvo interestelar.

El próximo telescopio espacial James Webb de la NASA está diseñado para ver el universo en luz infrarroja, que es invisible para el ojo humano, pero es muy importante para mirar objetos astronómicos escondidos por el polvo. Después de su lanzamiento, Webb recogerá luz infrarroja que ha penetrado el velo polvoriento, revelando el centro galáctico con un detalle sin precedentes.

"Incluso una imagen de Webb será la imagen de mayor calidad jamás obtenida del centro galáctico, "dijo Roeland van der Marel del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI), investigador principal en un estudio planificado que se centrará en la obtención de imágenes.

Los telescopios en el suelo y en el espacio han proporcionado destellos tentadores de los residentes del centro galáctico. Los astrónomos han rastreado estrellas que orbitan alrededor del agujero negro, algunos de los cuales se acercan lo suficientemente cerca como para proporcionar una prueba de la teoría general de la relatividad de Einstein. Sin embargo, hasta aquí, solo las estrellas más brillantes son detectables.

“Solo estamos viendo la punta del iceberg desde el suelo. Webb podrá estudiar estrellas más débiles y contarnos más sobre la población estelar general, "dijo Torsten Böker de la Agencia Espacial Europea y STScI, un co-investigador en un segundo estudio planificado del centro galáctico que se centrará en la espectroscopia.

Los científicos ya se han sorprendido al encontrar estrellas infantiles de baja masa que se forman cerca del agujero negro supermasivo, algunas a unos pocos años luz de su alcance. Teóricamente La inmensa gravedad del agujero negro y el duro entorno de radiación deberían interrumpir las nubes de gas y evitar que colapsen en estrellas. Sin embargo, estas estrellas bebés llamadas protoestrellas han persistido. Las observaciones de Webb pueden revelar protoestrellas adicionales, y podría proporcionar pistas sobre cómo se pueden formar las estrellas en un lugar tan improbable.

Misterios del agujero negro

El agujero negro supermasivo de la Vía Láctea, conocido por los astrónomos como Sagitario A * (pronunciado estrella A) también caerá bajo la mirada de Webb. Está rodeado por un disco de gas y polvo, algunos de los cuales caerán inevitablemente en el agujero negro. Los astrónomos han observado destellos de luz cuando el agujero negro tragó un grupo de material. Sin embargo, nunca han detectado el brillo del disco del agujero negro.

"Detectar el disco alrededor de Sagittarius A * con Webb sería un jonrón, "Dijo Böker.

Los datos de Webb también podrían ayudar a abordar cuestiones más amplias sobre cómo se forman las galaxias, como el antiguo problema del "huevo y la gallina", cuál fue el primero, la galaxia o el agujero negro.

"¿El agujero negro viene primero y las estrellas se forman a su alrededor? ¿Las estrellas se juntan y chocan para formar el agujero negro? Estas son preguntas que queremos responder, "dijo Jay Anderson de STScI, un co-investigador en uno de los estudios.

Adicionalmente, Los estudios han demostrado que la masa del agujero negro central de una galaxia está relacionada con la masa total de las estrellas circundantes, pero se desconocen las razones de esta relación.

"¿Hay alguna pista de esta correlación de masas cerca del agujero negro? ¿O la reciente formación de estrellas ha borrado los signos de lo que podría haber sucedido en el pasado?" agregó Marcia Rieke de la Universidad de Arizona, investigador principal del instrumento NIRCam de Webb.

Posibilidades fortuitas

Por último, los resultados más emocionantes de las observaciones de Webb podrían ser inesperados. Por ejemplo, Webb podría encontrar estrellas en órbitas inusuales. O, Webb podría detectar una nube de gas destinada a ser destrozada por las fuerzas gravitacionales.

"Nos gustaría ver algo inusual, como una estrella devorada, "dijo van der Marel.

Idealmente, Estos estudios iniciales del centro galáctico informarán las futuras observaciones de Webb. Al volver a visitar el centro galáctico durante un período de varios años, Los astrónomos pueden obtener una nueva comprensión de esta caótica región del espacio.

"Tantos interesantes, Suceden cosas extrañas en los centros de las galaxias. Queremos saber qué está pasando por nuestra cuenta, "dijo Rieke.

Las observaciones descritas aquí se tomarán como parte del programa de Observación de tiempo garantizado (GTO) de Webb. El programa GTO ofrece tiempo dedicado a los científicos que han trabajado con la NASA para crear las capacidades científicas y de instrumentos de Webb a lo largo de su desarrollo.