Hace apenas un año, una colaboración internacional de científicos pasó a la historia al conseguir la primera imagen de un agujero negro. Pero aquella fotografía de un anillo anaranjado alrededor de una tenebrosa zona oscura no fue más que el principio. Ahora, y en un nuevo capítulo de ese trabajo, el mismo equipo de científicos (y con la misma “cámara” que captó la histórica imagen) ha conseguido echar el “vistazo” más cercano jamás conseguido del violento chorro de energía emitido por un agujero negro supermasivo. Los resultados de la investigación, en la que han participado 351 científicos de distintas instituciones repartidas por todo el mundo, se acaba de publicar en « Astronomy&Astrophisics».

El “monstruo” está en el corazón de un lejano y brillante cuásar, llamado 3C 279 y que se encuentra a 5.000 millones de años luz de la Tiera. Los cuásares, galaxias muy activas con enormes agujeros negros en sus centros que emiten grandes cantidades de radiación a medida que devoran los materiales del anillo de gas y polvo que les rodea, se encuentran entre los objetos más brillantes de todo el Universo. Desde abril de 2017 3C 279 ya fue, en efecto, uno de los cuatro objetivos secundarios del equipo del Event Horizon Telescope (EHT) que captó la imagen del agujero negro de la galaxia M87. Y ahora se pueden ver, por fin, los resultados de esta fase del trabajo.

Chorros relativistas

Sabemos ya que cuando la materia se precipita hacia un agujero negro en un viaje sin retorno, una pequeña parte de ese materia, principalmente polvo y gas, acelera hasta alcanzar casi la velocidad de la luz. Como consecuencia de ello, el agujero negro expulsa “chorros relativistas” de partículas, que viajan a velocidades enormes, las más rápidas del Universo conocido. Y es precisamente uno de esos chorros lo que el equipo del EHT ha resuelto ahora con un nivel de detalle que no tiene precedentes, rastreando el “jet” hasta el disco de acreción del agujero negro en el centro del cuásar 3C 279. A nuestros ojos, la imagen puede parecer algo borrosa, pero sus datos encierran una enorme cantidad de información.

Materia triturada en el agujero negro

Al analizar esos datos, los investigadores se toparon, primero, con una pequeña sorpresa: aunque se suponía que el chorro viajaba en línea recta, en realidad presenta lo que parece ser una curva en su base, junto a una estructura alargada que es perpendicular a la dirección del propio chorro. “Esta morfología -escriben los científicos en su artículo- se puede interpretar como una base amplia del chorro o como un chorro doblado”.

Debido al hecho de que las observaciones del agujero negro se realizaron a lo largo de varios días, los investigadores también pudieron distinguir sutiles cambios que parecen ser la prueba de algo que ya había sido predicho por las teorías pero que nunca se había observado directamente: la rotación del disco de acreción y el proceso de triturado de la materia que va cayendo en el agujero negro.

El cuásar 3C 279 no se eligió por casualidad. Se trata, en efecto, de una de las fuentes más brillantes de rayos gamma jamás observadadas. Y con suerte, opinan los científicos, podría ser también un “blazar” (un cuásar que apunta hacia la Tierra), lo que significa que su potente chorro se dirige hacia nosotros, haciéndolo más fácil de observar.

Durante cuatro noches de abril de 2017, el equipo apuntó el EHT hacia 3C 279, y recopiló datos de 8 estaciones situadas en seis puntos geográficos diferentes. Después, esos datos fueron cuidadosamente transportados hasta las supercomputadoras del Instituto Max Planck de Radioastronomía, en Alemania, y el Instituto de Tecnología de Massachussets, en Estados Unidos, para su análisis exhaustivo.

Viene hacia nosotros a casi la velocidad de la luz

De este modo, lo que parecía ser un solo núcleo se resolvió en dos objetos independientes, que están en movimiento, incluso en escalas tan pequeñas como meses luz. “¡El chorro de 3C 279 se dirige hacia nosotros a más del 99,5% de la velocidad de la luz!”, escriben los emocionados investigadores.

Se trata de hallazgos extraordinarios para el estudio de agujeros negros, que durante décadas han dependido de simulaciones informáticas y observaciones de muy baja resolución. Quedan aún muchas cosas por saber sobre el funcionamiento de estos colosos oscuros, como por ejemplo qué es exactamente lo que alimenta esos enormes chorros de partículas que podemos ver. Y la nueva imagen será un punto de partida ideal para ello.

Es decir, que mientras el mundo se deleitaba con la imagen del agujero negro central de M87, los astrónomos ya estaban trabajando en el paso siguiente. Lamentablemente, la siguiente tanda de observaciones del EHT, programada para los meses de marzo y abril de este año, fue cancelada debido a la pandemia de COVID-19. Por suerte, los investigadores aún tienen muchos datos que investigar de la anterior campaña de 2017 y 2018. Es decir, que hay más. Esto, como ya dijeron los científicos el año pasado, en la presentación de la imagen del agujero negro de M87, es solo el principio.

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