Científicos logran mapear por primera vez la corona de un agujero negro

Un nuevo avance en la exploración de los agujeros negros, esos enigmáticos y poderosos fenómenos astronómicos cuya existencia fue confirmada por las ecuaciones de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein.

Desde entonces, el conocimiento sobre los agujeros negros progresó significativamente, y un ejemplo reciente de este progreso es el descubrimiento realizado por científicos de la NASA, quienes lograron examinar por primera vez la forma de la corona de un agujero negro.

Este hallazgo se logró gracias a la misión del Explorador de Polarimetría de Imágenes de Rayos X (IXPE, por sus siglas en inglés), que proporcionó información “sin precedentes sobre la forma y la naturaleza” de esta estructura, según explicó Beth Ridgeway en un artículo de la agencia espacial estadounidense.

Científicos logran mapear por primera vez la corona de un agujero negro

Este avance podría ser clave para entender el papel de esa región en el proceso de “alimentación” y “mantenimiento” de los agujeros negros, los cuales reciben su nombre por su enorme gravedad, que impide incluso que la luz pueda escapar de ellos.

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“La corona es una región de plasma cambiante que forma parte del flujo de materia hacia un agujero negro, sobre la cual los científicos solo tienen un conocimiento teórico”.

Y es que, como sucede con la corona del Sol, la corona de un agujero negro es un área muy difícil de observar.

El astrofísico Brian Koberlein explica en el sitio especializado Universe Today que, en el caso de un agujero negro activo, “generalmente se cree que lo rodea un anillo de gas y polvo con forma de rosquilla, en el cual se encuentra un disco de acreción de material caliente alineado con el plano de rotación del agujero negro”.

En un artículo de la BBC, Paul Roche, profesor de astronomía de la Universidad de Cardiff, describe un disco de acreción como “una estructura aplanada, circular o elíptica que se forma cuando el material es atraído por una fuerte fuerza gravitacional, como la de una estrella o un agujero negro”.

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Según los modelos teóricos, un disco de acreción se crea cuando grandes cantidades de gas quedan atrapadas por la intensa gravedad de un agujero negro, lo que genera una gran emisión de luz.

Además, algunos agujeros negros emiten chorros relativistas, conocidos como jets, que son poderosos chorros de materia expulsados al espacio a velocidades extremas mientras el agujero negro se alimenta.

“Menos conocido, quizá, es que los agujeros negros, al igual que el Sol y otras estrellas, también poseen una corona supercaliente”, indica Ridgeway.

“Mientras que la corona del Sol, que es la atmósfera más externa de la estrella, arde a aproximadamente 1,8 millones de grados Fahrenheit, se estima que la temperatura de la corona de un agujero negro es de miles de millones de grados”.

La misión IXPE se especializa en la polarización de rayos X, lo cual permite que se cartografíen las formas y estructuras de fuentes de energía muy poderosas.

Esa tecnología es la que ayudó a, por ejemplo, observar la corona del Sol en un eclipse solar total y, ahora, a examinar la geometría de acreción de un agujero negro o de las otras estructuras que lo forman, como la corona.

Y así, explica Ridgeway, “entre todos los agujeros negros para los que las propiedades coronales podían medirse directamente a través de la polarización, se descubrió que la corona se extendía en la misma dirección que el disco de acreción, lo que proporcionó, por primera vez, pistas sobre la forma de la corona y evidencia clara de su relación con el disco de acreción”.

Para llegar a esa hallazgo, el equipo liderado por Lynnie Saade y Philip Kaaret, investigadores del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA, estudiaron los datos que surgieron de las observaciones de 12 agujeros negros, situados a miles de años-luz de la Tierra.

A pesar de las grandes diferencias en las masas entre los agujeros negros de masa estelar y los agujeros negros supermasivos, la investigación ha revelado que ambos tipos crean discos de acreción con una geometría similar.

La NASA explica que esta ilustración del material girando alrededor de un agujero negro muestra la “corona”, una estructura que brilla intensamente en los rayos X.

“En esta imagen, la corona aparece como una neblina púrpura flotando sobre el disco de acreción y extendiéndose ligeramente hacia su borde interno”

“El color púrpura es solo ilustrativo, reemplazando el brillo de los rayos X, que no sería visible en luz normal”

La distorsión del disco es una representación precisa de cómo la enorme gravedad del agujero negro actúa como una lente óptica, deformando nuestra percepción del disco plano que lo rodea.