Desde la década de 1990, las observaciones en el infrarrojo empezaron a mostrar algo que no cerraba del todo. En núcleos galácticos activos (AGN) como el de Circinus, el brillo infrarrojo observado era sistemáticamente mayor que el que podían explicar los modelos clásicos del entorno del agujero negro.
Ese exceso se convirtió en un problema persistente para la astrofísica de AGN. No porque faltaran explicaciones, sino porque ninguna lograba imponerse con datos concluyentes. Las interpretaciones se organizaron en torno a dos escenarios principales. Uno apuntaba al toro polvoriento: una estructura tridimensional, gruesa y grumosa de gas y polvo molecular que rodea al disco de acreción. Este material absorbe la radiación ultravioleta y de rayos X generada cerca del agujero negro y la reemite en el infrarrojo.
El otro escenario desplazaba el foco hacia los flujos de salida u outflows: polvo caliente expulsado desde el núcleo por la interacción entre la radiación intensa y el material circundante, que también podría contribuir de forma significativa al brillo infrarrojo observado.
Durante años, el límite no fue conceptual, sino observacional. Los telescopios podían medir el brillo total del núcleo, pero no resolver qué estructura estaba emitiendo qué. Toro y outflows quedaban superpuestos en una misma señal.
La verdadera novedad: separar las estructuras
El avance no fue solo mejorar la nitidez de la imagen, sino separar físicamente las distintas fuentes de emisión. Por primera vez, el Telescopio Espacial James Webb (JWST) permitió distinguir qué parte del brillo infrarrojo proviene del material que alimenta al agujero negro y cuál corresponde a flujos de salida. Esta distinción, durante décadas, quedó superpuesta en una única señal.
Este salto fue posible gracias a la combinación de la alta sensibilidad infrarroja del Webb con una técnica poco utilizada hasta ahora en observaciones extragalácticas: el Interferómetro de Enmascaramiento de Apertura (AMI) del instrumento NIRISS. En este modo, una máscara con siete aperturas transforma al telescopio en un interferómetro interno, generando patrones de interferencia que pueden analizarse para reconstruir estructuras extremadamente pequeñas.
A partir de esos patrones, los astrónomos obtienen una resolución efectiva equivalente a la de un telescopio espacial de unos 13 metros de diámetro, lo que permite duplicar la nitidez habitual en una región acotada del cielo. Esta capacidad hizo posible filtrar la luz estelar que antes enmascaraba el núcleo galáctico y, por primera vez, separar claramente la emisión infrarroja del toro polvoriento de aquella asociada a los flujos de salida en el entorno inmediato del agujero negro de Circinus.
Más alimentación, menos flujo de salida
Los resultados reordenan el debate. Los nuevos datos muestran que alrededor del 87% de la emisión infrarroja del polvo caliente en Circinus proviene de las regiones más cercanas al agujero negro, asociadas al toro y al material que lo alimenta directamente. Menos del 1% de esa emisión puede atribuirse a flujos de salida de polvo caliente. Finalmente, el resto corresponde a estructuras más externas que antes no podían distinguirse.
Este hallazgo contradice modelos previos que sugerían que los outflows dominaban la emisión infrarroja del núcleo. En el caso de Circinus, la evidencia observacional indica que el proceso dominante es la acreción, es decir, la alimentación del agujero negro, y no la expulsión de material.
La distinción no es menor. Determinar si un AGN está gobernado por acreción o retroalimentación es clave para comprender cómo los agujeros negros influyen en la evolución de sus galaxias anfitrionas.
¿Un caso particular o una clave general?
El equipo investigador señala que Circinus no necesariamente representa a todos los núcleos galácticos activos. Su disco de acreción tiene una luminosidad intrínseca moderada, lo que favorece un escenario dominado por el toro polvoriento. En AGN más luminosos, los flujos de salida podrían desempeñar un rol más importante.
Sin embargo, el avance metodológico es decisivo. El Webb demostró que la interferometría infrarroja desde el espacio puede aplicarse para estudiar estructuras pequeñas, tenues y polvorientas en entornos extremadamente brillantes, algo que hasta ahora no era posible.
Esto abre la puerta a construir muestras estadísticas de AGN observados con el mismo nivel de detalle, un paso indispensable para determinar si el comportamiento observado en Circinus es excepcional o parte de un patrón más amplio.
Un nuevo nivel de comprensión del núcleo galáctico
Las nuevas observaciones de Circinus no solo aportan la imagen más detallada hasta ahora de su región central, sino que también muestran cómo nuevas técnicas pueden destrabar debates abiertos desde hace décadas.
Más que cerrar una discusión, el James Webb proporciona las herramientas necesarias para reformularla con datos sólidos. En el estudio de los núcleos galácticos activos, la frontera ya no está en detectar su brillo, sino en desentrañar con precisión cómo fluye la materia en los entornos más extremos del universo.
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