El misterio del agujero negro que dispara "balas"

Comportamiento extraño de este agujero negro fascina y desconcierta a los científicos.

El agujero negro expulsa chorros o "balas" de plasma curvados al aspirar material de una estrella compañera. Foto: ICRAR
2 Mayo, 2019, 4:59 pm
  BBC Mundo

El comportamiento extraño de este agujero negro fascina y desconcierta a los científicos.

Se encuentra a 8.000 años luz y su nombre es V404 Cygni.

Si bien fue identificado por primera vez en 1989, llamó la atención a nivel internacional cuando luego de más de dos décadas de inactividad, despertó en 2015 convirtiéndose en el objeto más brillante del firmamento observable en rayos X de alta energía.

Cuando astrónomos de todo el mundo apuntaron sus telescopios hacia este objeto celeste, descubrieron un comportamiento peculiar.

Un equipo internacional de científicos estudió los datos recopilados en 2015 y acaba de publicar sus resultados en la revista Nature.

"Quedamos atónitos por lo que vimos, era algo completamente inesperado", señaló Gregory Sivakoff, investigador de la Universidad de Alberta en Canadá y uno de los autores del estudio.

Chorros curvados

V404 Cygni forma parte de un sistema binario y absorbe o aspira material de su estrella compañera.

Al hacerlo, el agujero negro emite "balas" o chorros a muy alta velocidad cuando expulsa material.

Usualmente estos chorros salen directamente de los polos de los agujeros negros en una línea que es perpendicular al disco de material que los rodea, el llamado disco de acreción.




 

La animación que muestra cómo un agujero negro lanza chorros de plasma

Pero en el caso de V404 Cygni los chorros son expelidos rápidamente en distintas direcciones y de forma curvada.

Los chorros parecen estar girando rápidamente como nubes de plasma de alta velocidad, con solo unos minutos de diferencia.

"Este es uno de los sistemas de agujeros negros más extraordinarios que he encontrado", señaló el autor principal del estudio, James Miller-Jones, del Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía de la Universidad Curtin en Australia (ICRAR, por sus siglas en inglés).

Se tambalea como un trompo

El disco de acreción del agujero negro tiene 10 millones de kilómetros de diámetro, y la mecánica de este disco es la responsable del extraño comportamiento del chorro.

Generalmente se espera que el disco gire en el mismo eje que el agujero negro, pero eso no sucede en esta ocasión.

"Lo distinto en el caso de V404 Cygni es que creemos que el disco de material y el agujero negro están desalineados", señaló Miller-Jones.

RadiotelescopioDerechos de autor de la imagenNRAO/AUI/NSF
Image captionLa investigación se basó en observaciones del Very Long Baseline Array o VLBA, un radiotelescopio formado por diez antenas en distintos sitios de Estados Unidos.

"Aparentemente eso está haciendo que el interior del disco se tambalee, como una peonza o trompo que va perdiendo velocidad, y que emita chorros en distintas direcciones a medida que cambia su orientación".

Durante el estallido de 2015, una gran cantidad de material circundante cayó dentro del agujero negro al mismo tiempo, por lo que el ritmo de acreción o caída de material hacia el agujero se incrementó temporalmente y esto hizo que la energía se disparase.

La investigación se basó en observaciones del Very Long Baseline Array o VLBA, un radiotelescopio formado por diez antenas ubicadas en distintos enclaves de Estados Unidos.

También se utilizaron datos del observatorio de alta energía Integral de la Agencia Espacial Europea, ESA.

Arrastre de espacio-tiempo

Los científicos han estado investigando las causas de la extraña desalineación entre el agujero negro y el disco de material que lo rodea.

Una de las posibilidades que barajan es que el eje de rotación del agujero negro esté inclinado por un impacto recibido durante la explosión estelar que lo creó.

El cambio en el eje de rotación se debería también a un fenómeno llamado arrastre de marco de referencia o frame dragging, que fue predicho por Albert Einstein en su teoría de la relatividad general.

Ilustración del agujero negro V404 lanzando chorros de plasmaDerechos de autor de la imagenICRAR
Image captionEl interior del disco se tambalea como un trompo que va perdiendo velocidad y emite chorros en distintas direcciones a medida que cambia su orientación.

Al girar, el campo gravitacional rotatorio del agujero negro es tan intenso que arrastra el espacio-tiempo en su entorno.

El hallazgo, según los autores del estudio, amplía nuestra información sobre la formación de agujeros negros y además, incide Sivakoff, "nos da un poquito más de información sobre la gran pregunta:

¿cómo llegamos a nuestro lugar en el Universo?"

Raya

Línea.

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