Los agujeros negros tienen un corazón palpitante

Los agujeros negros “laten” como un corazón: un movimiento en secuencias permite que el material que los alimenta se acumule y caliente en una corona, para luego expulsar parte de ese material en forma de chorros. La dinámica es similar a la que puede observarse en la circulación de la sangre por el corazón humano, cuando se contrae y se relaja.

Se sabe que la sangre en un corazón humano no puede estar en la aurícula y los ventrículos al mismo tiempo: un agujero negro también parece recolectar material y calentarlo en una especie de corona, para luego escupirlo en chorros, en dos pasos 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 Reino Unido.

Según una

nota de prensa

, ese movimiento de contracción y relajación, similar a los latidos del corazón y a la circulación de la sangre en el mismo, ha permitido demostrar a los científicos la naturaleza secuencial del proceso de "alimentación" de un agujero negro. El estudio ha sido publicado recientemente en la revista Nature Astronomy.

Los latidos del agujero negro

La nueva investigación ha logrado demostrar que los poderosos chorros de viento que salen de un agujero negro solo ocurren luego de la acumulación de una capa externa caliente de plasma, conocida corona. Los astrónomos observaron el comportamiento de un agujero negro en nuestra galaxia y desarrollaron un gráfico en forma de “ecocardiograma cósmico”. El esquema muestra el "latido del corazón" de la estructura, semejante al comportamiento de un corazón humano.

Los científicos creen que sus conclusiones son lógicas y que podrían resolver un problema que tiene 20 años en el campo de la astrofísica. Hasta el momento, una parte de la comunidad científica sostenía que la actividad de la corona del agujero negro y la expulsión de los chorros de material formaban parte de un mismo proceso o movimiento. Ahora, ha quedado demostrado que en realidad se trata de una secuencia en dos pasos: primero el agujero negro concentra el material en la corona, para luego expulsar los chorros.

Para llegar a estas conclusiones, los investigadores tuvieron que combinar 15 años de datos de telescopios terrestres y espaciales para comprender cómo el agujero negro GRS 1915 + 105 está interactuando 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 se corresponden con los latidos del corazón humano, en una especie de “ecocardiograma cósmico”. Crédito: NOVAastronomieNL / YouTube.

Hasta en los agujeros negros supermasivos

Vale destacar que GRS 1915 + 105 no es un agujero negro aislado, sino un sistema doble que consiste en un agujero negro y una estrella normal, que giran uno alrededor del otro. El sistema doble se encuentra en nuestra Vía Láctea, a unos 36.000 años luz de la Tierra. El agujero negro presenta una masa aproximada de 12 masas solares, convirtiéndose en uno de los agujeros negros estelares más masivos conocidos hasta el momento.

Sin embargo, aún existen otros interrogantes a resolver. Por ejemplo, los científicos observaron que los campos magnéticos que actúan en la corona del

agujero negro

condicionan la expulsión de los chorros de material, al aportar una energía complementaria al sistema. Este mecanismo podría influenciar también la dinámica del sistema, al calentar excesivamente la corona. 

Por último, los investigadores resaltaron que su descubrimiento en torno al comportamiento secuencial de estas estructuras podría aplicarse también a los agujeros negros aún más masivos, incluso al

agujero negro supermasivo ubicado en el centro de nuestra galaxia.

Referencia

Coupling between the accreting corona and the relativistic jet in the microquasar GRS 1915+105

. Mariano Méndez et al. Nature Astronomy (2022). DOI:

https://doi.org/10.1038/s41550-022-01617-y