Fuentes galácticas: cómo los agujeros negros generan chorros de millones de años luz

Los astrónomos han dado un importante paso hacia la resolución de uno de los misterios más fascinantes del cosmos: la naturaleza de los gigantescos chorros de plasma que los agujeros negros supermasivos expulsan al espacio casi a la velocidad de la luz. Estas fuentes cósmicas, conocidas como jets, pueden extenderse por millones de años luz, pero el mecanismo que los genera y acelera sigue siendo desconocido.

Un gran equipo internacional de científicos, liderado por Anne-Kathrin Baczko de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia, está convencido de que cuenta con una herramienta capaz de arrojar luz sobre este fenómeno enigmático. Se trata del Telescopio del Horizonte de Sucesos (Event Horizon Telescope, EHT), un proyecto único que ha combinado ocho radiotelescopios terrestres en un sistema tan grande como el planeta.

En 2017, los investigadores dirigieron el EHT al corazón de una galaxia lejana, NGC 1052, donde nacen y se aceleran los chorros asociados a los agujeros negros. Este sistema estelar, ubicado en la constelación de Cetus, a unos 60 millones de años luz de la Tierra, alberga un agujero negro cuya masa supera 150 millones de veces la del Sol. Desde la perspectiva terrestre, este abismo cósmico expulsa potentes jets bipolares en direcciones este y oeste.

Observar el centro de NGC 1052 no fue una tarea sencilla. "El objeto es débil, complejo y presenta más desafíos que cualquier otra fuente que hayamos estudiado hasta ahora", admite Baczko. "Ni siquiera estábamos seguros de si podríamos obtener datos, pero nuestra estrategia funcionó".

El equipo descubrió que la región alrededor del agujero negro en NGC 1052 emite potentes ondas de radio en la longitud de onda milimétrica. Esta parte del espectro electromagnético es accesible para el EHT y permite crear imágenes con la máxima nitidez.

Los científicos también observaron que, en longitudes de onda ligeramente más largas, la región brilla aún más intensamente. Este hallazgo convierte a NGC 1052 en un objetivo ideal para los radiotelescopios del futuro, como el Very Large Array en Nuevo México o una versión mejorada del EHT. Los astrónomos esperan que estas herramientas permitan no solo fotografiar agujeros negros, sino también grabar vídeos de ellos.

El tamaño de la región donde se forman los jets es comparable al anillo que rodea a otro agujero negro supermasivo, M87*, que se hizo famoso en 2019 cuando la colaboración EHT obtuvo la primera imagen de este fenómeno en forma de un "donut" naranja borroso.

Además, estudios previos de NGC 1052 liderados por Baczko revelaron un campo magnético increíblemente poderoso alrededor del abismo cósmico, 40.000 veces más fuerte que el de la Tierra. "El campo es tan fuerte que creemos que puede detener la caída de la materia", explica Matthias Kadler, coautor del estudio de la Universidad de Wurzburgo en Alemania.

Aquí es donde se empieza a vislumbrar el mecanismo de formación de los jets. Es posible que el campo magnético ultrapotente desempeñe un papel clave: al detener la caída de la materia en el agujero negro, podría crear las condiciones para expulsar el material en forma de chorros dirigidos. Cuando parte de la materia que cae no puede superar esta barrera, es lanzada a lo largo de las líneas de campo magnético en direcciones opuestas. Quizás la fuerza del campo magnético también explique cómo estos chorros alcanzan velocidades extraordinarias. Sin embargo, esto sigue siendo solo una hipótesis.