Los agujeros negros «laten» como un corazón: un movimiento secuencial permite que la materia que los alimenta se acumule y se caliente en una corona, para luego expulsar parte de esta materia en forma de chorros. La dinámica es similar a lo que se puede observar en el flujo de sangre a través del corazón humano, ya que se contrae y se relaja.
Se sabe que la sangre de un corazón humano no puede estar en las aurículas y los ventrículos al mismo tiempo: un agujero negro también parece recoger material y calentarlo en una especie de corona, luego lo escupe en dos etapas diferentes. Así lo establece un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Groningen, en los Países Bajos, y la Universidad de Southampton, en el Reino Unido.
Según un comunicado de prensa, este movimiento de contracción y relajación, similar al latido del corazón y la circulación de la sangre en él, permitió a los científicos demostrar la naturaleza secuencial del proceso de «alimentar» un agujero negro. El estudio fue publicado recientemente en la revista Nature Astronomy.
Los latidos del agujero negro
La nueva investigación logró demostrar que los poderosos chorros de viento que salen disparados de un agujero negro solo ocurren después de que se ha acumulado una capa exterior caliente de plasma, conocida como corona. Los astrónomos han observado el comportamiento de un agujero negro en nuestra galaxia y han elaborado un gráfico en forma de «ecocardiograma cósmico». El diagrama muestra el «latido del corazón» de la estructura, similar al comportamiento de un corazón humano.
Los científicos creen que sus hallazgos tienen sentido y podrían resolver un problema de astrofísica de hace 20 años. Hasta ahora, parte de la comunidad científica sostenía que la actividad de la corona del agujero negro y la expulsión de los chorros de materia formaban parte de un mismo proceso o movimiento. Sin embargo, se ha demostrado que, de hecho, es una secuencia de dos pasos: primero, el agujero negro concentra la materia en la corona y luego expulsa los chorros.
Para llegar a estas conclusiones, los investigadores tuvieron que combinar 15 años de datos de telescopios terrestres y espaciales para comprender cómo interactúa el agujero negro GRS 1915+105 con su entorno. Además, integraron la radiación de rayos X de alta energía captada en la corona del agujero negro.
Video: Las frecuencias captadas en el comportamiento secuencial de los agujeros negros corresponden al latido del corazón humano, en una especie de «ecocardiograma cósmico». Crédito: NOVAastronomieNL/YouTube.
Incluso en agujeros negros supermasivos
Cabe señalar que GRS 1915+105 no es un agujero negro aislado, sino un sistema dual que consta de un agujero negro y una estrella normal, que giran uno alrededor del otro. El sistema dual se encuentra en nuestra Vía Láctea, a unos 36.000 años luz de la Tierra. El agujero negro tiene una masa de unas 12 masas solares, lo que lo convierte en uno de los agujeros negros estelares más masivos conocidos hasta la fecha.
Sin embargo, todavía hay otras preguntas que necesitan ser respondidas. Por ejemplo, los científicos observaron que los campos magnéticos que actúan en la corona del agujero negro condicionan la expulsión de los chorros de materia, al aportar energía adicional al sistema. Este mecanismo también podría influir en la dinámica del sistema, al calentar excesivamente la corona.
Finalmente, los investigadores señalaron que su hallazgo sobre el comportamiento secuencial de estas estructuras también podría aplicarse a agujeros negros aún más masivos, incluido el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia.
Referencia
Acoplamiento entre la corona de acreción y el jet relativista en el microquasar GRS 1915+105. Mariano Méndez et al. Astronomía Natural (2022). DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-022-01617-y
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