Los astrónomos han detectado por primera vez muy cerca de un agujero negro la presencia de campos magnéticos, por los que algunas partículas aprovechan para escapar del oscuro pozo gravitatorio. El hallazgo ha sido posible gracias a las observaciones del satélite Integral de la Agencia Espacial Europea (ESA).
Generalmente las partículas que se aproximan a los agujeros negros son capturadas en cuestión de milisegundos, pero una pequeña fracción podría tener la oportunidad de escapar. Así lo sugieren las últimas observaciones del satélite Integral de la ESA, con el que se detectado partículas un milisegundo antes de quedar atrapadas.
Ahora los astrónomos han descubierto que esta caótica región está surcada por una compleja red de campos magnéticos, que presentan una compleja estructura en forma de túneles por los que algunas partículas logran huir del pozo gravitatorio. Por primera vez se ha identificado la presencia de estos campos gravitatorios tan cerca de un agujero negro.
Un equipo liderado por Philippe Laurent, investigador del CEA (Commissariat à l'énergie atomique) en Saclay (Francia), ha realizado el descubrimiento estudiando el sistema binario de Cygnus X-1, donde la gravedad del agujero negro está desmembrando la estrella que lo acompaña.
Los resultados apuntan a que este campo magnético es suficientemente fuerte como para arrancar partículas del pozo gravitatorio y bombearlas hacia el exterior, proyectando un chorro de materia en el vacío del espacio. Las partículas que forman estos chorros ganan velocidad recorriendo trayectorias espirales, lo que afecta a una propiedad de la radiación conocida como polarización.
El equipo ha descubierto, al comparar prácticamente todas las observaciones de Cygnus X-1 realizadas por Integral, un fenómeno característico en los rayos gamma procedentes del sistema binario.
Emisión de radiación sincrotrón polarizada
Los rayos gamma, al igual que la luz visible, son un tipo de onda electromagnética que puede oscilar en un plano determinado, cuya orientación se define mediante la ‘polarización’ de la onda. Cuando una partícula cargada describe una trayectoria curva a gran velocidad en el seno de un campo magnético, emite un tipo de radiación conocida como ‘sincrotrón’. Ésta presenta un patrón de polarización muy característico.
“El descubrimiento de radiación polarizada en los chorros emitidos por un agujero negro es un gran avance que demuestra que Integral, la misión de la ESA encargada de observar las bandas de alta energía del espectro electromagnético, continúa generando resultados clave ocho años después de su lanzamiento”, destaca Christoph Winkler, Científico del Proyecto Integral para la ESA.
“Todavía no comprendemos exactamente cómo la materia que cae en el agujero negro termina siendo arrastrada por estos chorros; hay un gran debate entre los teóricos, pero sin duda estas observaciones les ayudarán a alcanzar un consenso”, añade Laurent.
Estos chorros de partículas se conocen desde hace tiempo gracias a las observaciones realizadas con radiotelescopios, pero la resolución de estos instrumentos no permite observar el agujero negro con el nivel de detalle necesario para determinar con precisión a qué distancia de su centro se generan. Esta limitación es lo que convierte a las observaciones realizadas por Integral en un descubrimiento sin precedentes.
Las observaciones realizadas a lo largo de siete años suman un total de cinco millones de segundos, lo que sería el equivalente a tomar una única imagen con un tiempo de exposición de más de dos meses. Los científicos han combinado todas las observaciones realizadas por el satélite para obtener esa exposición equivalente.
Por fin sabemos de dónde obtienen los agujeros negros sus campos magnéticos: de las estrellas progenitoras que colapsan en estos espacios completamente desprovistos de materia. Para los autores, este hallazgo puede cambiar nuestra percepción de los sistemas estelares y su evolución.
Si bien los astrónomos ya habían capturado alrededor de dos docenas de imágenes ampliadas de este tipo de estrellas, es la primera vez que llegan a observar una de ellas en detalle.
