¿Cómo puede un agujero negro engullir enormes cantidades de materia y lanzar al mismo tiempo un chorro casi tan rápido como la luz?
Un agujero negro atrae el gas y el polvo que pasan demasiado cerca de él. Antes de caer, esta materia suele girar a su alrededor formando un disco. Al mismo tiempo, algunos agujeros negros proyectan hacia el espacio dos chorros muy potentes, dirigidos en direcciones opuestas. Lo que intriga a los astrónomos es que los mayores devoradores no deberían producir necesariamente los chorros más fuertes.
Representación artística de un agujero negro rodeado por un disco de acreción y proyectando un chorro de plasma. Este esquema ilustra los mecanismos estudiados para la galaxia 3C 120, sin representar este objeto en particular.
Ilustración: NASA/JPL-Caltech, dominio público.
Para comprender esta paradoja, un equipo internacional observó el agujero negro situado en el centro de la galaxia 3C 120. Este objeto engulle materia rápidamente y emite un chorro espectacular. Los investigadores combinaron las mediciones de un telescopio espacial de rayos X, XRISM, con las de varias redes de radiotelescopios distribuidas por la Tierra.
Los rayos X les permitieron examinar el gas que gira alrededor del agujero negro. Este gas contiene, entre otros elementos, hierro, cuya luz presenta una firma reconocible. La gravedad y los movimientos muy rápidos deforman esta firma. Al estudiar su forma, los investigadores pueden estimar hasta dónde se extiende el disco de materia.
El resultado muestra que este disco, relativamente frío y aplanado, no llega hasta las inmediaciones del agujero negro. Parece detenerse antes, dejando paso a una región donde el gas es mucho más caliente y menos aplanado. Este gas, un plasma, puede alcanzar varios cientos de millones de grados.
Los radiotelescopios permiten contar la otra mitad de la historia. Permitieron seguir la forma del chorro desde su punto de partida, muy cerca de esta región abrasadora. Por tanto, las dos series de mediciones indican que el chorro podría nacer en el seno de este gas muy caliente, en lugar de hacerlo en el disco más frío que lo rodea.
Los investigadores creen que el gas caliente puede mantener potentes campos magnéticos cerca del agujero negro. Estos campos guiarían parte de la materia hacia el exterior y podrían extraer energía de la rotación del agujero negro para alimentar el chorro. Nada sale del interior del agujero negro: el chorro se forma en sus proximidades.
Los investigadores desean ahora examinar otras galaxias para comprobar si este mecanismo se reproduce en otros lugares.