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1 de Mayo de 2019
astrofísica

Unos chorros de agujero negro que cambian de dirección en minutos

Si el eje de rotación de un agujero negro no coincide con el de su disco de acreción, el de este irá cambiando de dirección en el espacio. Así ocurre, y a gran velocidad, en V404 Cygni, un microcuásar de la Vía Láctea

La parte interior del disco de acreción del agujero negro de Cygni 404 está engrosado y se bambolea rápidamente, como una peonza. Los chorros de materia que salen disparados hacia el espacio cambian a su vez de dirección, por el propio disco engrosado que se bambolea o por los vientos de la intensa radiación emitida [ICRAR].

Los astrónomos han hecho un descubrimiento fuera de lo común. A 7800 años luz de distancia parece haber un agujero negro que presenta un comportamiento predicho para determinadas circunstancias, pero no observado antes en la breve escala de tiempo en que se produce allí: su entorno emite chorros de materia que, en vez de apuntar siempre en la misma dirección, cambian rápidamente de orientación.

Es lo que cabe esperar si el eje de rotación del agujero esté inclinado con respecto al disco de acreción que lo rodea: la parte interna del disco va cambiando de plano en el espacio tal y como se bambolea una peonza, según exponen en Nature James C. A. Miller-Jones, de la Universidad Curtin, en Perth, Australia, y sus colaboradores.

Y es lo que ocurre en V404 Cygni. Se sabe que un agujero negro está tomando allí enérgicamente materia procedente de la estrella con la que forma ese sistema binario. Esta acreción de materia lleva asociados unos potentes brotes de rayos X (de ahí que se diga que el sistema alberga un microcuásar). El invisible agujero tienen una masa que multiplica por nueve la del Sol. Es, por lo tanto, un agujero negro «estelar», mucho más pequeño que los agujeros negros del centro de las galaxias; en concreto, es muchísimo menor que el monstruo recientemente «fotografiado» en el centro de la galaxia M87.

En la Vía Láctea hay millones de agujeros negros estelares como el del sistema V404 Cygni. Muchos de ellos deben de estar rodeados también por un disco de gas y polvo que gira casi a la velocidad de la luz alrededor del agujero y catapulta hacia el espacio, en sentidos opuestos, un par de chorros de plasma caliente. La razón de esto último se encuentra, se supone, en la acción del campo magnético.

Si el eje de rotación del disco de acreción coincide con el del agujero, la dirección de los chorros permanecerá constante. Que suceda de otra forma en V404 Cygni se debe seguramente a la supernova de la que procede el agujero negro, escriben los científicos. Inclinó la órbita de su estrella acompañante, y esta determinó la desalineación del disco de acreción y del agujero negro en que la supernova se convirtiría.

La rotación del agujero negro, según se deduce de la relatividad general, arrastra consigo el espaciotiempo, con la consecuencia, para una acreción muy intensa de material, de que los dos mil últimos kilómetros del interior del disco así desalineado basculen violentamente. Y esto, a su vez, tiene como consecuencia que la dirección del chorro cambie en cosa de minutos u horas. Gracias a un brote en 2015, que aumentó mucho la visibilidad del sistema (descubierto en un brote anterior, en 1989), y gracias a una red de diez radiotelescopios, se obtuvieron los datos de los que ahora se ha deducido el comportamiento que se ha descrito aquí.

Robert Gast / Spektrum.de

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Spektrum der Wissenschaft.

Referencia: «A rapidly changing jet orientation in the stellar-mass black-hole system V404 Cygni». James C. A. Miller-Jones et al., en Nature (2019).

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