Si una noche clara levantamos la vista hacia el cielo, lejos de las luces de la ciudad, veremos una franja lechosa que cruza la bóveda celeste. Es la Vía Láctea, nuestra galaxia. Dentro de ella vivimos todos: el Sol, la Tierra y los miles de millones de estrellas que la acompañan. Pero esa franja brillante tiene un centro, una región especialmente activa situada a unos 26.000 años luz de nosotros. Allí se encuentra el núcleo de la galaxia, un lugar dominado por un agujero negro supermasivo y por un entorno turbulento de gas, polvo y estrellas.

Un equipo internacional de científicos ha conseguido ahora observar esa región con un detalle sin precedentes. Utilizando el radiotelescopio ALMA, situado en el desierto de Atacama, en Chile, han construido el mapa más grande jamás obtenido de la química del centro de la Vía Láctea. El resultado es una imagen gigantesca que revela una compleja red de gas molecular frío, la materia prima con la que nacen las estrellas.

Entre los investigadores que participan en el estudio se encuentra “Laura Colzi”: linkedin.com/in/laura-colzi , investigadora del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) y nuestra invitada en Hablando con Científicos. Laura propone imaginar un viaje mental hasta esa región remota: “Vamos a viajar 26.000 años luz desde la Tierra hasta el centro de nuestra galaxia, donde vive un objeto extraordinario: un agujero negro supermasivo”.

Ese objeto es Sagittarius A*, un agujero negro con una masa equivalente a unos cuatro millones de soles concentrados en un volumen comparable al del sistema solar. Aunque no podemos verlo directamente —por definición, un agujero negro no emite luz— sabemos que está ahí porque las estrellas cercanas se mueven bajo su poderosa gravedad.

Pero el agujero negro no está solo. A su alrededor se extiende una vasta región llena de nubes de gas y polvo. En conjunto forman lo que los astrónomos llaman la Zona Molecular Central, una región donde se concentra una gran parte del gas denso de toda la galaxia.

El problema es que ese gas está oculto tras densas nubes de polvo que bloquean la luz visible. Si apuntáramos un telescopio óptico hacia el centro galáctico apenas veríamos estrellas situadas en primer plano. Para estudiar lo que ocurre realmente allí hay que observar con otras “luces”, invisibles para nuestros ojos. Como explica “Laura Colzi”: linkedin.com/in/laura-colzi: “Las ondas de radio sí pueden atravesar ese gas y ese polvo”.

Ahí entra en juego ALMA, un conjunto de 66 antenas que trabajan juntas como si formaran un único radiotelescopio gigantesco. Gracias a su ubicación a más de 5.000 metros de altura en el desierto de Atacama, donde la atmósfera es extremadamente seca y estable, ALMA puede captar con gran precisión las débiles señales de radio procedentes del espacio.

El proyecto que ha producido este nuevo mapa se llama ACES (ALMA Central Molecular Zone Exploration Survey). Para cubrir esta región central de la galaxia, los investigadores tuvieron que combinar miles de observaciones individuales. “Hemos compuesto entre cinco mil y siete mil imágenes y luego las hemos unido como un mosaico”, explica Colzi.

El resultado cubre una zona de unos 650 años luz de extensión. En el cielo, ese mosaico tiene un tamaño comparable al de tres lunas llenas alineadas.

Cuando los científicos observaron la imagen final se encontraron con algo inesperado. El gas no aparece distribuido como una nube uniforme, sino organizado en una intrincada red de filamentos. Colzi lo describe de forma muy gráfica: “Hemos visto una maraña de gas y polvo con enormes filamentos de gas frío, como espaguetis cósmicos”.

Cada uno de esos “espaguetis” puede medir entre 15 y 100 años luz de longitud, aunque su grosor es mucho menor. Y hay muchísimos: millones de filamentos que se entrelazan formando una red extraordinariamente compleja.

El gas que compone estas estructuras es extremadamente frío. Su temperatura ronda los 100 kelvin, lo que equivale a unos −170 grados Celsius. A pesar de ello, en su interior se desarrolla una rica química.

Una de las ventajas de los radiotelescopios es que no solo permiten detectar el gas, sino también identificar qué moléculas lo componen. Cada molécula emite radiación en frecuencias muy concretas, algo parecido a un código de barras cósmico. Al analizar esas señales, los científicos pueden saber qué sustancias están presentes.

Las observaciones del proyecto ACES han revelado docenas de moléculas diferentes, desde compuestos sencillos hasta otros más complejos como el metanol, el etanol o la acetona.

Estas moléculas no son solo una curiosidad química. También son pistas sobre los procesos físicos que ocurren en la región. Algunas se forman en granos microscópicos de polvo y luego pasan al gas cuando el entorno se calienta o cuando las nubes chocan entre sí.

Y los choques parecen ser frecuentes en el centro galáctico. Allí el gas se mueve a gran velocidad y está sometido a una intensa turbulencia. Esa agitación constante podría explicar un misterio que intriga a los astrónomos desde hace tiempo.

En el centro de la galaxia hay enormes cantidades de gas denso, mucho más que en las regiones exteriores donde se encuentra el Sol. Sin embargo, la formación de estrellas allí es sorprendentemente poco eficiente.

“La turbulencia hace que las nubes no tengan tiempo de relajarse y condensarse”, explica Colzi. En otras palabras, el gas está tan agitado que no puede reunirse con la calma necesaria para colapsar bajo su propia gravedad y dar origen a nuevas estrellas.

Aun así, en algunos lugares sí se producen nacimientos estelares. Una de esas regiones es Sagittarius B2, una gigantesca nube molecular donde se están formando numerosas protoestrellas, los embriones de futuras estrellas.

Comprender cómo funcionan estos procesos es importante no solo para entender nuestra galaxia. El centro de la Vía Láctea es el único núcleo galáctico que podemos estudiar con tanto detalle. En el universo temprano, muchas galaxias tenían núcleos mucho más turbulentos que el nuestro actual. Por eso esta región funciona como un laboratorio cercano para investigar cómo se comporta la materia en entornos extremos.

Y lo más interesante es que la investigación apenas comienza. El mapa obtenido con ALMA es tan rico en información que los científicos tendrán trabajo durante años. “Tenemos una mina de datos”, dice Colzi.

Una mina en la que cada filamento, cada molécula y cada nube puede revelar nuevas pistas sobre cómo nacen las estrellas y cómo evolucionan las galaxias. Incluso en un lugar tan caótico como el corazón de la Vía Láctea, el universo sigue encontrando formas de organizarse y, de vez en cuando, de encender una nueva estrella.

Os invitamos a escuchar a “Laura Colzi”: linkedin.com/in/laura-colzi, Junior Leader Fellow “la Caixa” en el Centro de Astrobiología, CSIC-INTA

Referencias:
ALMA CMZ Exploration Survey
The Galactic-Centre Arms inferred from ACES
Chemical templates of the Central Molecular Zone: Shock and protostellar object signatures under Galactic Center conditions
ALMA Central molecular zone Exploration Survey (ACES) VI: ALMA Large Program Reveals a Highly Filamentary Central Molecular Zone