Astrónomos detectaron una explosión inédita en un agujero negro: su misterioso origen

Una campaña de observación, llevada a cabo por un equipo internacional y difundida por la Agencia Espacial Europea (ESA), ha registrado una explosión de características inéditas en un agujero negro supermasivo.

Utilizando los telescopios espaciales de rayos X XMM-Newton —de la ESA— y XRISM —una misión liderada por JAXA con implicación de la ESA y la NASA—, los científicos precisaron que se trataba de vientos ultrarrápidos que expulsan material al espacio a velocidades de 60.000 km por segundo tras una brillante llamarada de rayos X.

Este fenómeno proporciona una ventana única al comportamiento extremo de los núcleos galácticos activos y redefine las similitudes entre los procesos de los agujeros negros y los que ocurren en nuestra propia estrella.

El sorprendente fenómeno

Desde el análisis de los datos, la investigación revela que el agujero negro en cuestión, situado en la galaxia espiral NGC 3783, generó vientos a una quinta parte de la velocidad de la luz poco después de que se desvaneciera una llamarada de rayos X. Este comportamiento nunca se había detectado con tal inmediatez en un objeto de estas dimensiones.

Liyi Gu, investigador principal de la Organización de Investigación Espacial de los Países Bajos (SRON), afirmó: “Nunca antes habíamos observado un agujero negro generar vientos con tanta rapidez”. Gu destacó que observaron cómo una ráfaga repentina de rayos X dio lugar a vientos formados “en un solo día”.

La masa de este agujero negro se estima en 30 millones de veces la masa del Sol, posicionándolo entre los objetos más masivos del universo observable. Al alimentarse de material circundante, energiza una región brillante y activa en el núcleo de NGC 3783, clasificada como Núcleo Galáctico Activo (AGN). Tal como indica la ESA, estos AGN se caracterizan por emitir cantidades ingentes de luz y lanzar chorros y vientos energéticos al espacio intergaláctico.

Matteo Guainazzi, científico del proyecto XRISM de la ESA y coautor, explicó que estos vientos parecen originarse al desenroscarse súbitamente el campo magnético del AGN, en un proceso similar a las llamaradas solares, pero “a una escala casi demasiado grande para imaginarla”.

El estudio, publicado en Astronomy and Astrophysics, sitúa las observaciones en el contexto de un fenómeno astrofísico de interés global: la conexión entre la dinámica de los agujeros negros y los procesos que ocurren en el Sol. Las eyecciones de masa coronal solares, que expulsan material sobrecalentado al espacio, guardan semejanzas con los vientos observados en NGC 3783. Según la ESA, el 11 de noviembre se registró una eyección solar con vientos de 1.500 km por segundo, significativamente menores que los medidos en el agujero negro, pero bajo la misma lógica física.

Camille Diez, investigadora de la ESA, indicó en declaraciones difundidas por la Agencia que la existencia de AGN con vientos puede ser determinante en el desarrollo y la capacidad de formación estelar de sus galaxias anfitrionas: “Los AGN ventosos también juegan un papel importante en cómo sus galaxias anfitrionas evolucionan a lo largo del tiempo y cómo forman nuevas estrellas”. Añadió que comprender la influencia del magnetismo y los procesos que generan estos vientos es fundamental para entender la evolución galáctica en todo el universo.

La campaña de observación conjunta representa un hito en la cooperación internacional en astrofísica. El XMM-Newton, en servicio por más de 25 años, ha explorado fenómenos extremos en el universo caliente. XRISM, por su parte, fue lanzado en septiembre de 2023 y contribuye a responder cuestiones abiertas sobre el movimiento de materia y energía en el cosmos.

Ambos observatorios fueron esenciales para la detección y análisis de la llamarada y los vientos de NGC 3783. Mientras XMM-Newton utilizó su Monitor Óptico y la Cámara Europea de Imágenes de Fotones (EPIC) para rastrear la evolución de la explosión inicial y medir la intensidad de los vientos, XRISM recurrió a su instrumento Resolve para estudiar en detalle la velocidad, la estructura y el proceso por el cual el material fue lanzado al espacio.

Erik Kuulkers, científico del proyecto XMM-Newton de la ESA, celebró el carácter colaborativo de la misión: “Su descubrimiento es el resultado de una colaboración exitosa, algo que es parte fundamental de todas las misiones de la ESA”.

La comparación con el Sol resulta llamativa para los astrofísicos, porque sugiere que la física detrás de las llamaradas solares y los fenómenos extremos de energía también se aplicaría, ajustada por escala, a los agujeros negros supermasivos y sus entornos inmediatos. Para los expertos, estos resultados abren una nueva perspectiva sobre la presencia de sistemas de magnetismo y transferencia de energía en el universo, extendiéndolos más allá de las fronteras solares.

Estas observaciones fueron posibles gracias a la tecnología de punta empleada por misiones internacionales como XMM-Newton y XRISM, reafirmando su compromiso con el estudio de los eventos de alta energía en el cosmos y consolidando su relevancia en el ámbito de la astrofísica global.