Integral descubre cómo escapar de un agujero negro

25 marzo 2011

El satélite Integral de la ESA ha sido capaz de detectar partículas un milisegundo antes de que quedasen sumidas en un agujero negro, pero ¿quedarán atrapadas para siempre? Los resultados de las últimas observaciones sugieren que aún tienen una oportunidad para escapar.

A nadie le gustaría estar cerca de un agujero negro. A cientos de kilómetros de su superficie, el espacio se convierte en una vorágine de partículas y radiación; torrentes de moléculas de gas caen hacia el interior del agujero a velocidades próximas a la de la luz, calentándose hasta alcanzar temperaturas de millones de grados.

Habitualmente, las partículas quedan atrapadas en esta trampa mortal en cuestión de milisegundos, pero una pequeña fracción podría tener la oportunidad de escapar.

Gracias a las nuevas observaciones realizadas por Integral, los astrónomos tienen la certeza de que esta caótica región está surcada por una compleja red de campos magnéticos.

Esta es la primera vez que se identifica la presencia de campos magnéticos tan cerca de un agujero negro. Por si esto fuera poco, Integral ha demostrado que estos campos presentan una compleja estructura que forma una especie de túneles por los que algunas partículas logran huir del pozo gravitatorio.

Cygnus X-1 visto por el instrumento IBIS de Integral

Philippe Laurent, investigador del CEA en Saclay, Francia, y su equipo realizaron este descubrimiento estudiando el sistema binario de Cygnus X-1, en el que la gravedad del agujero negro está desmembrando la estrella que lo acompaña.

Todas las pruebas apuntan a que este campo magnético es suficientemente fuerte como para arrancar partículas del pozo gravitatorio y bombearlas hacia el exterior, proyectando un chorro de materia en el vacío del espacio. Las partículas que forman estos chorros ganan velocidad recorriendo trayectorias espirales, lo que afecta a una propiedad de la radiación conocida como polarización.

Los rayos gamma, al igual que la luz visible, son un tipo de onda electromagnética que puede oscilar en un plano determinado, cuya orientación se define mediante la ‘polarización’ de la onda. Cuando una partícula cargada describe una trayectoria curva a gran velocidad en el seno de un campo magnético, emite un tipo de radiación conocida como ‘sincrotrón’, que presenta un patrón de polarización muy característico. Esto es precisamente lo que el equipo de Laurent ha descubierto en los rayos gamma procedentes de Cygnus X-1.

“Hemos tenido que comparar prácticamente todas las observaciones de Cygnus X-1 realizadas por Integral para ser capaces de detectar este fenómeno”, explica Laurent.

Representación de Integral en órbita

El histórico de las observaciones realizadas a lo largo de siete años suma un total de cinco millones de segundos, lo que sería el equivalente a tomar una única imagen con un tiempo de exposición de más de dos meses. El equipo de Laurent ha combinado todas las observaciones realizadas por Integral para obtener esta exposición equivalente.

“Todavía no comprendemos exactamente cómo la materia que cae en el agujero negro termina siendo arrastrada por estos chorros; hay un gran debate entre los teóricos, pero sin duda estas observaciones les ayudarán a alcanzar un consenso”, explica Laurent.

Estos chorros de partículas se conocen desde hace tiempo gracias a las observaciones realizadas con radiotelescopios, pero la resolución de estos instrumentos no permite observar el agujero negro con el nivel de detalle necesario para determinar con precisión a qué distancia de su centro se generan. Esta limitación es lo que convierte a las observaciones realizadas por Integral en un descubrimiento sin precedentes.

“El descubrimiento de radiación polarizada en los chorros emitidos por un agujero negro es un gran avance que demuestra que Integral, la misión de la ESA encargada de observar las bandas de alta energía del espectro electromagnético, continúa generando resultados clave ocho años después de su lanzamiento”, concluye Christoph Winkler, Científico del Proyecto Integral para la ESA.

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