Los astrónomos han observado un agujero negro supermasivo en el patio cósmico de la Tierra mientras arroja chorros de materia a velocidades cercanas a la de la luz. Estas corrientes cuentan la historia de una batalla por la supremacía entre el magnetismo y la gravedad.
El descubrimiento podría ayudar a los científicos a comprender mejor cómo los agujeros negros se alimentan de materia y expulsan potentes chorros que se extienden mucho más allá de sus galaxias anfitrionas.
El equipo de astrónomos realizó observaciones del núcleo de la radiogalaxia 3C 84, también conocida como Perseo A, una región alimentada por un agujero negro supermasivo alimentado, utilizando el Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT). El EHT, una red mundial de antenas parabólicas interconectadas, ha producido las primeras imágenes de un agujero negro jamás vistas por la humanidad.
Perseo A, una poderosa fuente de ondas de radio, corresponde al centro de la galaxia activa NGC 1275, que a su vez es la galaxia central del supercúmulo de Perseo, ubicado a 230 millones de años luz de la Tierra. Parece una distancia enorme, pero convierte al objeto recién observado en uno de los agujeros negros supermasivos más cercanos a nuestro planeta.
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«La radiogalaxia 3C 84 es particularmente interesante por los desafíos que presenta a la hora de detectar y medir con precisión la polarización de la luz cerca de su agujero negro», dijo el miembro del equipo del estudio Jae-Young Kim y profesor asociado de astrofísica en la Universidad Nacional de Kyungpook en Corea del Sur. . dijo en un comunicado. «La capacidad excepcional del EHT para penetrar gas interestelar denso marca un avance revolucionario para la observación precisa de la proximidad de los agujeros negros».
Magnetismo versus gravedad: ¿qué fuerza gana?
Las nuevas observaciones de Perseo A no marcan la primera vez que el EHT estudia el poderoso magnetismo o la gravedad de un agujero negro supermasivo, dos de las cuatro fuerzas fundamentales del universo.
Después de que el telescopio fotografiara por primera vez el agujero negro supermasivo en el corazón de la galaxia Messier 87 (M87), también fotografió la polarización de la luz alrededor de este agujero negro, que tiene una masa de 6.500 millones de soles.
Este trabajo reveló detalles de los campos magnéticos polarizantes alrededor del agujero negro central de M87. Y, en la nueva investigación, el EHT observó polarización alrededor del agujero negro Perseo A, lo que indica un campo magnético bien ordenado en sus inmediaciones.
Estos campos magnéticos demuestran su poder al vencer la inmensa gravedad del agujero negro de la radiogalaxia 3C 84, cuya masa se estima en 40 millones de veces la del Sol, para lanzar chorros de alta velocidad.
«Además de proporcionar las primeras imágenes de agujeros negros, el EHT es extremadamente adecuado para observar chorros de plasma astrofísicos y su interacción con fuertes campos magnéticos», dijo el líder del equipo Georgios Filippos Paraschos del Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR) en Alemania. «Nuestros nuevos hallazgos proporcionan nueva evidencia de que un campo magnético ordenado se extiende a través del gas calentado que rodea el agujero negro».
A medida que la materia cae hacia el agujero negro, se forma un «disco de acreción» alrededor del objeto que está fuertemente magnetizado. Cuando este disco gira, las líneas del campo magnético que contiene se retuercen y se enrollan fuertemente, impidiendo que la energía magnética se libere de manera efectiva.
Las observaciones del EHT del agujero negro supermasivo de rápida rotación Perseo A y su «disco detenido magnéticamente» circundante sugieren que la velocidad a la que gira un agujero negro podría estar asociada con su capacidad para lanzar chorros.
Esto significa que incluso si estos chorros representan un magnetismo que vence a la gravedad, podrían recibir ayuda en forma de «interferencia externa» del momento angular. Una mayor investigación y aplicación de la teoría de la gravedad de Einstein de 1915, la relatividad general, podrían ayudar a determinar si este es el caso.
«¿Por qué los agujeros negros son tan buenos para producir potentes chorros? Ésta es una de las preguntas más fascinantes de la astrofísica», afirma Maciek Wielgus, investigador del MPIfR. «Creemos que los efectos del relativismo general que se producen justo por encima del horizonte de sucesos del agujero negro podrían ser la clave para responder a esta pregunta. Este tipo de observaciones de alta resolución finalmente allanan el camino para la verificación observacional».
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El EHT pudo realizar extensas observaciones de este agujero negro y sus chorros utilizando una técnica llamada interferometría de línea de base muy larga (VLBI), que crea una imagen reuniendo señales de muchas observaciones telescópicas del mismo objeto. . El EHT consta de una colección de telescopios individuales de todo el mundo, unidos para formar un único instrumento del tamaño de la Tierra.
«Estamos muy entusiasmados, ya que estos resultados representan un paso importante hacia la comprensión de galaxias como 3C 84», dijo Anton Zensus, director del MPIfR y jefe de su Departamento de Investigación de Radioastronomía/VLBI. «Junto con nuestros socios internacionales, estamos trabajando para mejorar las capacidades del Telescopio Horizonte de Sucesos para permitir una visión aún más detallada de la formación de chorros alrededor de los agujeros negros».
La investigación del equipo fue publicada en línea el jueves (1 de febrero) en la revista Astronomía y Astrofísica.
