Hace poco más de una década, los científicos detectaron unas estructuras inmensas y brillantes que sobresalen del centro de nuestra galaxia. Bautizadas como burbujas de Fermi, estas masas de gas caliente se alzan como columnas gemelas sobre el plano galáctico. Su origen sigue envuelto en misterio, pero un nuevo descubrimiento acaba de añadir más preguntas: en su interior flotan nubes frías de hidrógeno que no deberían estar allí.
Este hallazgo, liderado por el astrofísico Rongmon Bordoloi y publicado en The Astrophysical Journal Letters, desafía de forma directa las teorías actuales sobre cómo se formaron estas burbujas. Gracias a observaciones con el radiotelescopio Green Bank, el equipo identificó once nubes frías de hidrógeno neutro dentro del gas caliente de las burbujas, lo que sugiere que estas estructuras podrían ser mucho más jóvenes de lo que se creía.
Qué son las burbujas de Fermi y por qué importan
Las burbujas de Fermi fueron descubiertas en 2010 mediante telescopios capaces de detectar rayos gamma. Estas estructuras gigantescas emergen del centro galáctico y se extienden hasta 25.000 años luz hacia el norte y el sur, alcanzando una altura total de 50.000 años luz. Se piensa que su origen se debe a una liberación explosiva de energía en el núcleo de la Vía Láctea, ya sea por actividad del agujero negro central o por una serie de supernovas violentas.
La mayor parte del gas contenido en estas burbujas tiene temperaturas extremas, en torno al millón de grados Kelvin, por lo que se considera un entorno hostil para la supervivencia de cualquier gas frío. Sin embargo, el nuevo estudio ha demostrado que existen fragmentos de gas mucho más frío, a unos 10.000 Kelvin, suspendidos en ese ambiente supercaliente.
Lo más sorprendente es que, según las simulaciones previas, esas nubes frías no deberían existir: el entorno que las rodea es tan caliente y energético que deberían haberse evaporado en apenas unos pocos millones de años. Por eso, encontrarlas intactas sugiere que las burbujas se formaron más recientemente de lo que indican los modelos actuales.
El hallazgo en detalle: once nubes y un desafío teórico
El equipo observó una región de más de 3 grados por 6 grados alrededor del cuásar QSO 1H1613-097, situado justo detrás de la burbuja Fermi norte. Gracias a la sensibilidad del radiotelescopio Green Bank, lograron detectar nubes de hidrógeno neutro a velocidades muy elevadas (entre −180 y −90 km/s). Este rango de velocidades es característico de los vientos nucleares que emanan del centro galáctico, lo que sugiere que las nubes están atrapadas dentro de ese flujo energético.
Los investigadores identificaron once nubes individuales, algunas de ellas con tamaños de hasta 28 parsecs (unos 90 años luz) y masas de hasta 1.470 veces la del Sol. En el artículo, se indica que estas estructuras son coherentes y presentan “gradientes internos de velocidad”, lo que refuerza la idea de que están siendo empujadas por una corriente caliente proveniente del núcleo.
Una de las citas más significativas del estudio afirma: “la presencia de estas nubes a tales latitudes es sorprendente, dado el corto tiempo de supervivencia esperado para nubes expulsadas desde el centro galáctico”. Esto pone en duda la validez de muchos modelos anteriores que asumían una mayor antigüedad para estas burbujas.
Cómo pueden sobrevivir las nubes frías en un entorno tan extremo
El equipo aplicó un cálculo llamado “tiempo de trituración de la nube” (cloud-crushing time), que estima cuánto tiempo puede sobrevivir una nube fría al ser envuelta por un gas caliente en movimiento. Este tiempo depende del tamaño de la nube, la velocidad del viento y la diferencia de densidad entre ambos materiales. En condiciones normales, las nubes frías se destruyen rápidamente por efectos como la conducción térmica o la evaporación.
Sin embargo, el estudio muestra que algunas de estas nubes podrían haber sobrevivido hasta 8 millones de años, si se tiene en cuenta la posibilidad de que procesos como la refrigeración radiativa y los campos magnéticos estabilicen su estructura. En palabras del artículo: “estas nubes podrían haber sido fragmentos de una nube mayor, interrumpida por la interacción con el gas caliente circundante”.
El hecho de que sigan intactas implica que las burbujas de Fermi no podrían tener más de 10 millones de años, o de lo contrario, las nubes ya habrían sido destruidas. Eso cambia radicalmente la forma en la que entendemos los eventos recientes en el centro de nuestra galaxia.
Implicaciones más allá de nuestra galaxia
Este hallazgo no solo afecta nuestra comprensión de la Vía Láctea, sino también los modelos de retroalimentación galáctica: procesos por los cuales la energía generada en el centro de una galaxia se redistribuye hacia sus zonas exteriores. Estas dinámicas juegan un papel clave en la evolución de las galaxias y en la distribución del gas que alimenta la formación estelar.
Las burbujas de Fermi representan un caso visible y cercano de estos fenómenos, por lo que entender su estructura interna —y, especialmente, la presencia inesperada de gas frío— puede ayudar a mejorar las simulaciones sobre la evolución galáctica en el universo temprano.
Además, la conexión con observaciones anteriores del telescopio espacial Hubble, que detectó gas ionizado en la misma línea de visión, refuerza la idea de que estas nubes frías forman parte de una compleja interacción entre fases del gas: caliente, tibia e incluso molecular. Ese tipo de estructura multifásica ha sido difícil de modelar con precisión hasta ahora.
El trabajo, por tanto, representa un nuevo punto de referencia para los modelos numéricos, al aportar datos reales que deben ser tenidos en cuenta para ajustar la física detrás de estos fenómenos.
Referencias
- Rongmon Bordoloi, Andrew J. Fox y Felix J. Lockman, A New High-latitude H I Cloud Complex Entrained in the Northern Fermi Bubble, The Astrophysical Journal Letters (2025). https://doi.org/10.3847/2041-8213/addd16.
Cortesía de Muy Interesante
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