Astrónomos de la Universidad de Warwick han descubierto que los agujeros negros regulan su expulsión de materia, alternando entre chorros de alta velocidad y vientos, lo que revela un mecanismo complejo en su comportamiento.
Astrónomos de la Universidad de Warwick han realizado un descubrimiento asombroso sobre el comportamiento de los agujeros negros: no solo consumen materia, sino que también la gestionan. Estos gigantes cósmicos deciden si expulsar material al espacio en forma de jets a alta velocidad o barrerlo en vastos vientos. A menudo se piensa que cualquier cosa que se acerque a un agujero negro es tragada para siempre. Sin embargo, antes de cruzar el horizonte de eventos —el punto sin retorno—, el material entrante forma un disco de acreción caliente y en espiral alrededor del agujero negro. De este disco, sorprendentemente, se expulsa una cantidad considerable de material de nuevo al espacio.
Los agujeros negros expulsan material desde el disco de acreción mediante dos tipos principales de flujos:
En un nuevo estudio publicado en Nature Astronomy, un equipo liderado por investigadores de la Universidad de Warwick ha presentado la primera evidencia observacional clara que demuestra que estos dos tipos de flujos son mutuamente excluyentes. Cuando uno está activo, el otro desaparece, lo que indica que los agujeros negros no pueden "tenerlo todo".
Dr. Jiachen Jiang, investigador y autor del estudio, comentó: “Estamos presenciando lo que podría describirse como un energético tira y afloja dentro del flujo de acreción del agujero negro. Cuando el agujero negro lanza un jet de plasma a alta velocidad, el viento X se apaga; y cuando el viento vuelve a activarse, el jet desaparece. Esto nos dice algo fundamental sobre cómo los agujeros negros regulan su salida energética e interactúan con su entorno”.
El equipo centró su atención en el sistema de agujero negro 4U 1630?472, que tiene aproximadamente diez veces la masa del Sol y experimenta explosiones regulares al atraer material de una estrella compañera cercana. Utilizando observaciones del telescopio X NICER, a bordo de la Estación Espacial Internacional, junto con el telescopio radio MeerKAT en Sudáfrica, los investigadores monitorearon el agujero negro durante tres años. Los datos mostraron que nunca se produjeron vientos fuertes y jets potentes simultáneamente, aunque el disco de acreción y la cantidad de material entrante se mantuvieron constantes.
Dr. Zuobin Zhang, autor principal y asistente postdoctoral en el Departamento de Física de la Universidad de Oxford, añadió: “Nuestras observaciones proporcionan evidencia clara de que los sistemas binarios con agujeros negros alternan entre poderosos jets y vientos energéticos—nunca produciendo ambos simultáneamente—destacando la compleja interacción y competencia entre las diferentes formas de flujos provenientes del agujero negro”.
Este comportamiento oscilante sugiere un mecanismo autorregulador donde vientos y jets compiten por el mismo suministro energético o masa. Curiosamente, ambos tipos de flujos transportan cantidades comparables de masa y energía, lo que indica que aunque la forma del flujo cambia, la tasa total de salida permanece aproximadamente constante.
Este descubrimiento desafía varias suposiciones arraigadas sobre cómo se alimentan los flujos. Indica que el cambio entre vientos y jets no es simplemente impulsado por variaciones en cuánto material está acumulando el agujero negro; puede depender también de la configuración del campo magnético dentro del disco —un factor clave en cómo se libera energía.
En resumen, los agujeros negros no solo consumen materia; *la gestionan*, decidiendo si expulsarla al espacio como un jet enfocado o barrerla en vastos vientos. El equilibrio entre estos flujos desempeña un papel crucial en regular cómo crecen los agujeros negros, cómo se forman estrellas en regiones cercanas y cómo evolucionan las galaxias enteras. Este “tira y afloja cósmico” ofrece una nueva perspectiva sobre cómo estos objetos enigmáticos moldean nuestro universo.