Un agujero negro giratorio impulsa chorros mediante flujo magnético

Casi todas las galaxias que han sido estudiadas hasta ahora poseen un agujero negro en su centro. Tienen una masa inimaginablemente grande y por lo tanto atraen materia, gas e incluso luz. Pero también pueden emitir materia en forma de chorros de plasma, una especie de rayo de plasma que es expulsado del centro de la galaxia con una tremenda energía. Un chorro de plasma puede extenderse varios cientos de miles de años luz hacia el espacio.

Cuando se emite esta intensa radiación, el agujero negro permanece oculto porque los rayos de luz cercanos a él se curvan fuertemente, dando lugar a la aparición de una sombra. Esto fue reportado recientemente por los investigadores de la colaboración Event Horizon Telescope (EHT) en relación al masivo agujero negro de la galaxia elíptica gigante M87.

En el cuásar 3C279 - también un agujero negro - el equipo del EHT encontró otro fenómeno: a una distancia de más de mil veces la sombra del agujero negro, se iluminó de repente el núcleo de un chorro de plasma. Cómo la energía de este chorro podía llegar allí, como si pasara a través de una chimenea invisible, aún no se sabía.

Este cuásar ha sido observado ahora con el telescopio espacial de la NASA Fermi-LAT por el astrofísico Amit Shukla, quien hasta 2018 investigó en la Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg en Baviera, Alemania. Ahora trabaja en el Instituto Indio de Tecnología en Indore. Shukla descubrió que el núcleo del chorro, que se encontró en el rango de longitudes de onda milimétricas, también emite radiación gamma de alta energía, pero con un brillo que parpadea de forma extrema. Este brillo puede duplicarse en pocos minutos, como se informa en la revista Nature Communications.

El centro del cuásar 3C279 emite radiación gamma parpadeante, característica del fenómeno de reconexión magnética. (Foto: Amit Shukla / Indian Institute of Technology Indore)

El patrón especial de la secuencia de cambios de brillo es característico de un proceso universal llamado reconexión magnética, que ocurre en muchos objetos astrofísicos con fuertes campos magnéticos. La actividad solar también tiene que ver con la dinámica de los campos magnéticos y la reconexión.

Volviendo al cuásar 3C279: "Vi cómo el análisis de los datos reveló un patrón especial de reconexión magnética en la curva de luz. Sentí como si de repente hubiera descifrado un jeroglífico en el alfabeto del agujero negro", dijo Amit Shukla.

Durante la reconexión, la energía que inicialmente se almacena de forma invisible en el campo magnético se libera repentinamente en numerosos "mini-chorros". En estos chorros, las partículas son aceleradas, produciendo después la radiación gamma observada. La reconexión magnética explicaría cómo la energía llega al núcleo del chorro desde el agujero negro y de dónde procede en última instancia.

El profesor Karl Mannheim, jefe de la Cátedra de Astronomía de la JMU y coautor de la publicación, explica: "El espacio tiempo cerca del agujero negro en el cuásar 3C279 está obligado a girar en corrotación. Los campos magnéticos anclados al plasma alrededor del agujero negro expulsan el chorro que ralentiza la rotación del agujero negro y convierte parte de su energía de rotación en radiación". (Fuente: NCYT Amazings)