Los astrónomos han capturado, utilizando el Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT), las observaciones más detalladas hasta el momento de un sistema binario de agujeros negros supermasivos, situado a 1.600 millones de años luz de distancia en el quásar OJ287. El estudio revela un comportamiento nunca antes visto en los chorros emitidos por estos gigantes cósmicos, proporcionando una nueva ventana a la compleja física que gobierna estos entornos extremos.
Jets retorcidos y dinámica de ondas de choque
El EHT, famoso por obtener imágenes de los primeros agujeros negros (M87 en 2019 y Sagitario A en 2022), ahora se ha centrado en comprender los chorros de agujeros negros: potentes corrientes de energía y partículas expulsadas a una velocidad cercana a la de la luz. Las observaciones de OJ287 revelaron dos ondas de choque que descendían por el avión a diferentes velocidades. El hallazgo clave: estos choques interactúan con las inestabilidades de los campos magnéticos circundantes, creando un chorro retorcido y altamente estructurado diferente a todo lo observado anteriormente.
Esto es significativo porque los chorros no son simplemente estallidos aleatorios; su estructura contiene pistas sobre el comportamiento del agujero negro y la física que lo rodea. La forma retorcida observada, combinada con variaciones en la polarización, confirma que el chorro está atravesado por un campo magnético helicoidal, una propiedad fundamental que ha sido teorizada pero nunca visualizada directamente hasta ahora.
Cambios rápidos y movimientos inesperados
El equipo capturó instantáneas de OJ287 con solo cinco días de diferencia en abril de 2017, revelando cambios sustanciales en la estructura y polarización del jet. Este es el intervalo de tiempo más corto que se han observado tales cambios, lo que ofrece una visión sin precedentes de cómo evolucionan estos sistemas. Los cambios observados no se alinean con los modelos existentes basados en la precesión de los jets, lo que sugiere que los shocks y las inestabilidades desempeñan un papel más crítico de lo que se pensaba anteriormente.
Los datos implican que la energía cinética domina sobre la energía magnética en las regiones internas del chorro, lo que genera inestabilidades de Kelvin-Helmholtz: vórtices que tuercen y distorsionan el flujo del chorro. Esto explica el movimiento no balístico observado de las partículas dentro del chorro, lo que significa que no se mueven en línea recta como se espera en modelos más simples. En cambio, siguen un camino caótico, aunque predecible, formado por campos magnéticos y choques.
Un laboratorio único para la física de agujeros negros
OJ287 es un sistema ideal para estas observaciones porque sus agujeros negros supermasivos estallan periódicamente en estallidos violentos. Esto lo convierte en un laboratorio natural para estudiar la dinámica de los agujeros negros. Los hallazgos del EHT confirman que los choques interactúan con las inestabilidades, iluminando la estructura helicoidal del campo magnético y generando las oscilaciones de polarización observadas.
“Estas rotaciones en direcciones opuestas son la prueba irrefutable”, afirmó el líder del equipo de investigación, José L. Gómez. “Cuando los componentes de la onda de choque interactúan con la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz, iluminan diferentes fases de la estructura helicoidal del campo magnético, produciendo las oscilaciones de polarización que observamos”.
El estudio destaca la creciente capacidad del EHT para ir más allá de las imágenes y adentrarse en el ámbito del análisis físico detallado. Confirma que los datos de alta resolución pueden visualizar las inestabilidades, los choques y los campos magnéticos de los aviones en acción, solidificando nuestra comprensión de estos poderosos fenómenos.
Estas nuevas observaciones perfeccionarán los modelos teóricos de los chorros de agujeros negros y ofrecerán información sobre cómo se libera energía de estos motores cósmicos y cómo evolucionan las galaxias.
