Aunque la gravedad de los agujeros negros es tan fuerte que la luz ni siquiera puede escapar, podemos ver la radiación de la materia sobrecalentada que está a punto de ser consumida. Hasta ahora, los científicos no han podido explicar cómo toda esta materia cae continuamente en el agujero negro: debería orbitar, como los planetas que giran alrededor de una estrella. Nuevos datos del Observatorio de rayos X Chandra muestran que el poderoso campo magnético de un agujero negro crea una turbulencia en la materia circundante que ayuda a conducirlo hacia adentro para ser consumido.
Los agujeros negros están iluminando el Universo, y ahora los astrónomos finalmente pueden saber cómo. Los nuevos datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA muestran por primera vez que los poderosos campos magnéticos son la clave de estos espectáculos de luz brillantes y sorprendentes.
Se estima que hasta una cuarta parte de la radiación total en el Universo emitida desde el Big Bang proviene del material que cae hacia los agujeros negros supermasivos, incluidos los quásares, los objetos más brillantes conocidos. Durante décadas, los científicos han luchado por comprender cómo los agujeros negros, los objetos más oscuros del Universo, pueden ser responsables de tales cantidades prodigiosas de radiación.
Los nuevos datos de rayos X de Chandra dan la primera explicación clara de lo que impulsa este proceso: los campos magnéticos. Chandra observó un sistema de agujeros negros en nuestra galaxia, conocido como GRO J1655-40 (J1655, para abreviar), donde un agujero negro extraía material de una estrella compañera hacia un disco.
"Según los estándares intergalácticos, J1655 está en nuestro patio trasero, por lo que podemos usarlo como un modelo a escala para comprender cómo funcionan todos los agujeros negros, incluidos los monstruos encontrados en los cuásares", dijo Jon M. Miller, de la Universidad de Michigan, Ann Arbor, cuyo El artículo sobre estos resultados aparece en la edición de esta semana de Nature.
La gravedad por sí sola no es suficiente para que el gas en un disco alrededor de un agujero negro pierda energía y caiga sobre el agujero negro a las velocidades requeridas por las observaciones. El gas debe perder parte de su momento angular orbital, ya sea por fricción o por el viento, antes de que pueda girar en espiral hacia adentro. Sin tales efectos, la materia podría permanecer en órbita alrededor de un agujero negro durante mucho tiempo.
Los científicos han pensado durante mucho tiempo que la turbulencia magnética podría generar fricción en un disco gaseoso e impulsar un viento del disco que lleva el momento angular hacia afuera permitiendo que el gas caiga hacia adentro.
Usando Chandra, Miller y su equipo proporcionaron evidencia crucial para el papel de las fuerzas magnéticas en el proceso de acreción del agujero negro. El espectro de rayos X, el número de rayos X a diferentes energías, mostró que la velocidad y la densidad del viento del disco de J1655 correspondían a las predicciones de simulación por computadora para vientos impulsados magnéticamente. La huella digital espectral también descartó las otras dos principales teorías de la competencia a los vientos impulsados por campos magnéticos.
"En 1973, a los teóricos se les ocurrió la idea de que los campos magnéticos podrían impulsar la generación de luz al caer el gas sobre los agujeros negros", dijo el coautor John Raymond, del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica en Cambridge, Massachusetts. 30 años después, finalmente podemos tener pruebas convincentes ".
Esta comprensión más profunda de cómo los agujeros negros acumulan materia también les enseña a los astrónomos sobre otras propiedades de los agujeros negros, incluida la forma en que crecen.
"Así como un médico quiere comprender las causas de una enfermedad y no solo los síntomas, los astrónomos intentan comprender qué causa los fenómenos que ven en el Universo", dijo el coautor Danny Steeghs, también del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica. "Al comprender qué hace que el material libere energía a medida que cae sobre los agujeros negros, también podemos aprender cómo la materia cae sobre otros objetos importantes".
Además de los discos de acreción alrededor de los agujeros negros, los campos magnéticos pueden jugar un papel importante en los discos detectados alrededor de estrellas jóvenes similares al sol donde se están formando planetas, así como en objetos ultradensos llamados estrellas de neutrones.
El Centro Marshall de Vuelo Espacial Marshall de la NASA, Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la Dirección de Misión Científica de la agencia. El Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla las operaciones científicas y de vuelo desde el Centro de Rayos X Chandra, Cambridge, Massachusetts.
Se puede encontrar información e imágenes adicionales en:
http://chandra.harvard.edu y http://chandra.nasa.gov
Fuente original: Comunicado de prensa de Chandra
