Agujero negro: desafían modelo de aceleración de partículas

Las emisiones de rayos X de los chorros de los agujeros negros son un hallazgo reciente. De hecho, cómo se aceleran las partículas hasta alcanzar su estado de alta energía sigue siendo un misterio.

Ahora, un estudio publicado en Nature Astronomy descarta una de las principales teorías propuestas y abre la puerta a una nueva concepción del funcionamiento de la aceleración de partículas en los chorros (y posiblemente también en otros lugares del universo).

Chorros varían a los pocos años

Uno de los principales modelos sobre la generación de rayos X en los chorros prevé que sus emisiones permanecen estables durante millones de años. Pero el nuevo trabajo ha observado que las emisiones de rayos X de un número estadísticamente significativo de chorros varían a los pocos años.

"Una de las razones por las que estamos entusiasmados con la variabilidad es que hay dos modelos principales sobre cómo se producen los rayos X en estos chorros, y son completamente opuestas", explica la autora principal, Eileen Meyer, astrónoma de la Universidad de Maryland (Estados Unidos). 

"Un modelo invoca electrones de muy baja energía y otro tiene electrones de muy alta energía. Y uno de esos modelos es completamente incompatible con cualquier tipo de variabilidad", apunta.

El equipo analizó casi todos los chorros de agujeros negros de los que el Observatorio de Rayos X Chandra (el observatorio de rayos X de mayor resolución disponible) guardaba observaciones. 

Aceleración a mucha distancia de su origen en el agujero negro     

Junto a la estabilidad de las emisiones de rayos X a lo largo del tiempo, la teoría más sencilla sobre cómo generan rayos X los chorros supone que la aceleración de partículas se produce en el centro de la galaxia, en el "motor" del agujero negro que impulsa el chorro.  

Pero el nuevo estudio ha detectado cambios rápidos en las emisiones de rayos X a lo largo de los chorros, lo que sugiere que la aceleración de partículas se produce en todo el chorro, a mucha distancia de su origen en el agujero negro.       

"Hay teorías sobre cómo podría funcionar esto, pero muchas de las teorías con las que hemos estado trabajando son ahora claramente incompatibles con nuestras observaciones", afirma Meyer.

Curiosamente, los resultados también sugieren que los chorros más cercanos a la Tierra presentan más variabilidad que los más lejanos. Estos últimos están tan lejos que, para cuando la luz procedente de ellos llega al telescopio, es como mirar atrás en el tiempo. 

Para Meyer tiene sentido que los chorros más antiguos tengan menos variabilidad dado que en épocas anteriores de la historia del universo, éste era más pequeño y la radiación ambiental era mayor, lo que podría dar lugar a una mayor estabilidad de los rayos X en los chorros.

Pese a la extraordinaria resolución de imagen de Chandra, el conjunto de datos plantea importantes retos. "Esperemos que esto suponga una llamada de atención a los teóricos", dice Meyer, "para que básicamente echen un vistazo a este resultado y presenten modelos de chorros que sean consistentes con lo que estamos encontrando". 

FEW (EFE, Nature Astronomy, Universidad de Maryland)