Las imágenes tomadas del agujero negro más fotogénico del Universo a lo largo del tiempo revelan cambios extraños y emocionantes en su campo magnético. Utilizando observaciones obtenidas con el Event Horizon Telescope en 2017, 2018 y 2021, los científicos mapearon los cambios en la polarización del campo magnético de M87*, lo que sugiere que, si bien el agujero negro en sí es estable, hay un clima cósmico salvaje y dinámico que se desata fuera de su horizonte de eventos.
De hecho, entre 2017 y 2021, el campo magnético cambió completamente de dirección: la primera vez que se observa un cambio de este tipo en el entorno de un agujero negro. Los resultados podrían ayudarnos a comprender cómo se alimentan estos gigantes cósmicos y qué impulsa los chorros extremos que lanzan al espacio intergaláctico.
M87* es un agujero negro supermasivo en una galaxia a 55 millones de años luz de distancia, con una masa de alrededor de 6.500 millones de veces la masa del Sol. Como primer tema de la misión de la colaboración Event Horizon para obtener imágenes de un agujero negro supermasivo, el objeto se ha convertido en uno de los agujeros negros supermasivos más estudiados en todo el Universo.
Desde la publicación de la primera imagen icónica en 2019, la colaboración ha continuado observando M87*, recopilando datos a lo largo de los años para rastrear cualquier cambio en la masa del material caliente que gira alrededor del borde del agujero negro. Esto incluye las mejores observaciones hasta la fecha del lugar donde se lanzan chorros desde los polos de un agujero negro activo.
“Chorros como el de M87 desempeñan un papel clave en la evolución de sus galaxias anfitrionas”, explica el astrónomo Eduardo Ros, del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Alemania. “Al regular la formación estelar y distribuir energía a lo largo de vastas distancias, afectan el ciclo de vida de la materia a escala cósmica”.
Se cree que el campo magnético de un agujero negro desempeña un papel clave en la creación de sus chorros. A medida que el material se arremolina cerca de un agujero negro, se organiza formando un disco alrededor del ecuador. Sin embargo, no todo el material del borde interior del disco termina en el olvido, para no volver a ser visto.
Parte, según la teoría, se desvía a lo largo de las líneas del campo magnético que rodean el horizonte de sucesos del agujero negro. Se acelera hacia los polos, desde donde se lanza al espacio a velocidades increíblemente altas, cercanas a la de la luz en el vacío. Estos chorros atraviesan el espacio hasta millones de años luz.
Para ayudar a entender cómo pueden formarse estos chorros en el loco entorno cercano a un agujero negro, la colaboración Event Horizon Telescope tomó una serie de imágenes de M87* a lo largo de varios años y las estudió de cerca para mapear los cambios en el material alrededor del agujero negro. La polarización de la luz fue un tema central. Cuando la luz viaja a través de un entorno fuertemente magnetizado, la orientación de sus ondas puede organizarse y alinearse. Aunque las imágenes de M87* no parecen cambiar mucho con el tiempo, al superponer los datos de polarización, aparecen variaciones bastante drásticas.
En 2017, los campos magnéticos parecieron girar en espiral en sentido horario. Para 2018, se desplazaron en sentido antihorario y parecieron estabilizarse. Para 2021, parecieron girar en espiral en sentido antihorario. Estos resultados sugieren que los campos magnéticos alrededor de M87* cambian significativamente, y en escalas de tiempo cósmicas muy cortas, mientras que el agujero negro en sí permanece inalterado.
“Lo notable es que, si bien el tamaño del anillo se ha mantenido constante a lo largo de los años (lo que confirma la sombra del agujero negro predicha por la teoría de Einstein), el patrón de polarización cambia significativamente”, afirma el astrónomo Paul Tiede, del Centro de Astrofísica de Harvard y el Smithsoniano.
“Esto nos dice que el plasma magnetizado que gira cerca del horizonte de eventos está lejos de ser estático; es dinámico y complejo, lo que lleva nuestros modelos teóricos al límite”.
Los nuevos resultados revelan un entorno dinámico, turbulento y en constante cambio, mostrando cómo los salvajes campos magnéticos de un agujero negro supermasivo ayudan a dirigir el flujo de material, parte más allá del horizonte de eventos y parte arrojada al espacio en forma de chorros gigantes. Las observaciones futuras se basarán en estos hallazgos y ofrecerán una visión más profunda del fascinante entorno magnético de M87*.
“Pionero en una nueva frontera en la astrofísica de agujeros negros en el dominio del tiempo, el Event Horizon Telescope está planeando una ambiciosa serie de observaciones rápidas durante marzo y abril de 2026”, dice el astrónomo Remo Tilanus del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona.
“Estamos entusiasmados por prepararnos para capturar la primera película de M87*, algo que ha estado en nuestra lista de deseos desde aquella primera imagen de un agujero negro”.
La investigación ha sido publicada en Astronomy & Astrophysics.
Fuente: Science Alert.