Los agujeros negros disparan rayos de partículas que cambian de objetivo con el tiempo

Los agujeros negros parecen proporcionar una fascinación infinita a los astrónomos. Esto se debe, al menos en parte, a la física extrema que ocurre dentro y alrededor de ellos, pero a veces puede deberse a los puntos de contacto culturales que los hicieron interesarse por la astronomía en primer lugar. Este parece ser el caso de los autores de un nuevo artículo sobre el movimiento de los chorros que emergen de los agujeros negros. Los investigadores llamaron a estos agujeros negros la «Estrella de la Muerte» y utilizaron datos del Very Long Baseline Array (VLBA) y del Observatorio de rayos X Chandra para observar dónde estos agujeros negros liberaban chorros de partículas extremadamente calientes. Con el tiempo, descubrieron que habían hecho algo que una Estrella de la Muerte ficticia también podría hacer: moverse.

Los agujeros negros centrales del estudio eran agujeros masivos que se encuentran en los centros de las galaxias. Lo más importante es que todos estaban rodeados de gases calientes que eran visibles para los sensores de rayos X de Chandra. Los propios aviones eran claramente visibles en los datos, pero había otra información importante escondida en ellos: las bolsas de gas que los aviones habían expulsado.

Cada agujero negro contiene chorros de partículas en dos direcciones opuestas. A medida que esos chorros alejan el gas y el polvo, abren una bolsa en el espacio que rodea el agujero negro. Son visibles en los datos de rayos X debido a la falta de señal de esas áreas. Los investigadores plantearon la hipótesis de que los chorros deben alinearse con las bolsas de espacio libre que crean.

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Se sabe que los agujeros negros giran durante un período de tiempo, comenta Fraser.

Sin embargo, descubrieron que en al menos 6 de los 16 agujeros negros que estaban estudiando, los rayos habían cambiado completamente de dirección, de modo que las bolsas de gas faltantes ya no estaban alineadas con los chorros que emanaban actualmente del agujero negro. En algunos casos, estos cambios dieron como resultado un cambio de 90 grados en la dirección en la que miraban los aviones. Aún más impresionante es que parecen moverse en una escala de tiempo relativamente pequeña, con estimaciones que oscilan entre 1 y 10 millones de años. Esto representa un abrir y cerrar de ojos para un agujero negro que tiene más de 10 mil millones de años.

Entonces, ¿por qué es importante? Los cosmólogos creen que estos chorros disruptivos ponen un límite superior al número de estrellas que se forman en la galaxia anfitriona del agujero negro. No dejan que el gas y el polvo circundantes se enfríen lo suficiente como para comenzar a formar estrellas y planetas rocosos. Entonces, si bien no está claro si los chorros de partículas quemarían los planetas en formación como una Estrella de la Muerte real, está claro que mover los chorros causaría una mayor interrupción en el proceso de formación estelar. En teoría, esto significa que las galaxias con estos chorros en movimiento tendrían menos estrellas, pero eso es un estudio para otro artículo.

Comprender exactamente por qué sucede esto puede requerir otro artículo, pero los autores tienen algunas teorías. La materia que orbita y cae en el agujero negro puede hacer que éste gire, provocando que los chorros que produce se muevan con él.

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La forma en que se forma un agujero negro podría ser la clave para comprender por qué sus chorros se mueven con el tiempo. Fraser analiza cómo sucede esto.

Otra explicación es que el gas se mueve por la galaxia sin verse afectado por la radiación. En esencia, las «cavidades» sin gas de la galaxia son restos de otras fuerzas cósmicas y no tienen nada que ver con los rayos de los agujeros negros. Sin embargo, los autores no creen que esto se deba a que la fusión de galaxias que podría ser una de las causas del «golpe» haya ocurrido en galaxias que tenían rayos en movimiento y en aquellas que no. Se esperaría que existieran cavidades en ambos tipos si fueran causadas por fusiones de galaxias y no por chorros de partículas en movimiento.

Como siempre, hay más ciencia por hacer. Gracias al maravilloso mundo de la transmisión de vídeo, toda una generación de nuevos científicos inspirados por la misma Estrella de la Muerte puede hacer precisamente eso.

Aprende más:
Chandra – Visto: agujeros negros de la ‘Estrella de la Muerte’ en acción
Ubertossi et al. – Reorientación de chorros en galaxias centrales de cúmulos y cúmulos: conocimientos a partir de datos de VLBA y Chandra
Utah – Confirmado. El agujero negro de M87 ya está girando
UT – El agujero negro en la Vía Láctea gira a la velocidad más rápida posible

Imagen principal:
Imagen del conjunto de datos de radio de rayos X y VLBA de Chandra que muestra los chorros del agujero negro con «cavidades» que los rodean.
Crédito de la imagen: Rayos X: NASA/CXC/Univ. Bolonia / F. Ubertosi. Radio interna: NSF/NRAO/VLBA; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/N. Wolk

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