Cuando los astr\u00f3nomos observan el espacio profundo, los agujeros negros suelen aparecer como gigantes inescrutables que se tragan todo lo que se cruza en su camino. Pero un nuevo estudio finalmente ha revelado detalles sobre una caracter\u00edstica esquiva de estas entidades c\u00f3smicas: su corona supercaliente. Utilizando datos de la misi\u00f3n IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) de la NASA, los investigadores han cartografiado por primera vez la forma de esta regi\u00f3n de plasma, lo que ayuda a aclarar c\u00f3mo los agujeros negros consumen la materia circundante.<\/p>\n\n\n\n
Estos nuevos hallazgos muestran que estas coronas, regiones de gas calentadas a miles de millones de grados, se alinean con los discos de acreci\u00f3n que hacen girar la materia hacia los agujeros negros. El avance ofrece nuevos conocimientos sobre los mecanismos de alimentaci\u00f3n de los agujeros negros, desde sistemas de masa estelar como Cygnus X-1 hasta gigantes supermasivos en los centros de galaxias distantes.<\/p>\n\n\n\n
El misterioso resplandor de la corona de un agujero negro Durante a\u00f1os, los cient\u00edficos ten\u00edan la idea te\u00f3rica de que los agujeros negros, al igual que las estrellas, poseen coronas supercalentadas, excepto que est\u00e1n en plena actividad. Estas regiones consisten en gas caliente e ionizado que alcanza temperaturas infernales del orden de miles de millones de grados Celsius. A modo de comparaci\u00f3n, la corona del Sol tiene entre uno y dos millones de grados Celsius.<\/p>\n\n\n\n Pero observar una corona de este tipo directamente planteaba un desaf\u00edo importante. Los discos de acreci\u00f3n alrededor de los agujeros negros, formados por materia que se mueve en espiral hacia el interior, brillan con tanta intensidad que eclipsan el d\u00e9bil resplandor de la corona.<\/p>\n\n\n\n \u201cLos cient\u00edficos han especulado durante mucho tiempo sobre la composici\u00f3n y la geometr\u00eda de la corona\u201d, explic\u00f3 Lynnie Saade, autora principal del estudio e investigadora postdoctoral en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA. \u201c\u00bfEs una esfera por encima y por debajo del agujero negro, o una atm\u00f3sfera generada por el disco de acreci\u00f3n, o quiz\u00e1s plasma ubicado en la base de los chorros?\u201d<\/p>\n\n\n\n La respuesta, al parecer, est\u00e1 en el uso de la polarizaci\u00f3n de rayos X. Al examinar c\u00f3mo se dispersan y se alinean los rayos X, los cient\u00edficos pueden mapear estructuras que de otro modo ser\u00edan invisibles. Utilizando los instrumentos altamente sensibles de IXPE, el equipo de Saade analiz\u00f3 los rayos X de alta energ\u00eda emitidos por una docena de agujeros negros. Estos incluyen sistemas de masa estelar bien conocidos como Cygnus X-1 y Cygnus X-3 en nuestra V\u00eda L\u00e1ctea, junto con agujeros negros supermasivos en galaxias distantes.<\/p>\n\n\n\n Revelando la geometr\u00eda de la acreci\u00f3n de agujeros negros Pero, \u00bfd\u00f3nde encaja la corona en esta imagen? Gracias a las nuevas observaciones de IXPE, los cient\u00edficos ahora creen que la corona se alinea con el plano del disco de acreci\u00f3n, en lugar de rodear al agujero negro en un capullo esf\u00e9rico.<\/p>\n\n\n\n \u201cIXPE demostr\u00f3 que, entre todos los agujeros negros para los que las propiedades coronales se pod\u00edan medir directamente a trav\u00e9s de la polarizaci\u00f3n, se descubri\u00f3 que la corona se extend\u00eda en la misma direcci\u00f3n que el disco de acreci\u00f3n\u201d, dijo Saade. Estos hallazgos descartaron modelos anteriores que suger\u00edan que la corona se asemeja a una farola suspendida sobre el disco.<\/p>\n\n\n\n Este nuevo conocimiento tambi\u00e9n arroja luz sobre c\u00f3mo los agujeros negros consumen materia y alimentan sus chorros. Los investigadores descubrieron que, independientemente del tama\u00f1o del agujero negro (ya sea un agujero negro de masa estelar con 10 veces la masa de nuestro Sol o un agujero negro supermasivo con millones de veces ese tama\u00f1o), la geometr\u00eda del disco de acreci\u00f3n y la corona parecen ser sorprendentemente similares.<\/p>\n\n\n\n Dietas de los agujeros negros “Los agujeros negros de masa estelar extraen masa de sus estrellas compa\u00f1eras, mientras que los agujeros negros supermasivos devoran todo lo que los rodea”, dijo Philip Kaaret, investigador principal de la misi\u00f3n IXPE. “Sin embargo, el mecanismo de acreci\u00f3n funciona de manera muy similar”.<\/p>\n\n\n\n Esto sugiere que los conocimientos obtenidos a partir del estudio de agujeros negros m\u00e1s cercanos y m\u00e1s peque\u00f1os pueden ayudar a los cient\u00edficos a desvelar los secretos de sus primos lejanos y mucho m\u00e1s masivos. Es una perspectiva apasionante que podr\u00eda ampliar nuestra comprensi\u00f3n de los agujeros negros en escalas muy diferentes.<\/p>\n\n\n\n Los hallazgos fueron publicados en The Astrophysical Journal<\/a>.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Si alguna vez has presenciado un eclipse solar, es posible que recuerdes la corona del Sol (su atm\u00f3sfera m\u00e1s externa), un halo de luz brillante visible solo cuando el disco brillante est\u00e1 oculto. Resulta que los agujeros negros tienen su propia versi\u00f3n de esta corona, aunque mucho m\u00e1s intensa.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Despu\u00e9s de d\u00e9cadas de investigaci\u00f3n y miles de art\u00edculos, los astr\u00f3nomos han reunido un modelo general de los agujeros negros. Alrededor de un agujero negro suele haber un toro, una regi\u00f3n de gas y polvo en forma de rosquilla. En el centro de esta estructura ca\u00f3tica se encuentra un disco de acreci\u00f3n, un plano giratorio de material sobrecalentado que se dirige en espiral hacia el olvido. Por encima y por debajo de este disco, los chorros de gas ionizado pueden salir disparados al espacio a casi la velocidad de la luz.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Los agujeros negros de masa estelar, como Cygnus X-1, se alimentan extrayendo gas de sus estrellas compa\u00f1eras. Mientras tanto, los agujeros negros supermasivos, como los de las galaxias NGC 1068 y NGC 4151, se alimentan de gas y estrellas en sus centros gal\u00e1cticos. Sin embargo, a pesar de estas diferencias en la forma en que se alimentan, ambos tipos parecen producir coronas y discos de acreci\u00f3n que se parecen. Sus diferencias solo se reducen a la escala.<\/p>\n\n\n\n