Imagen de Hubble de luz visible del chorro emitido por el agujero negro de 3.000 millones de masas solares en el corazón de la galaxia M87 (febrero de 1998) Crédito: NASA / ESA y John Biretta (STScI / JHU)
A pesar de que los agujeros negros, por su definición y su propia naturaleza, son los últimos acaparadores del Universo, reuniendo y engulliendo materia y energía en la medida en que ni siquiera la luz puede escapar de su agarre gravitacional, a menudo también exhiben el extraño comportamiento de arrojar vastas cantidades de material lejos de ellos también, en forma de chorros que brotan cientos de miles, si no millones, de años luz en el espacio. Estos chorros contienen plasma sobrecalentado que no logró pasar el horizonte de eventos del agujero negro, sino que fue "girado" por su poderosa gravedad y rotación intensa y terminó siendo disparado hacia afuera como si fuera un enorme cañón cósmico.
Los mecanismos exactos de cómo funciona todo esto no se conocen con precisión como los agujeros negros son notoriamente difíciles de observar, y uno de los aspectos más desconcertantes del comportamiento del chorro es por qué siempre parecen estar alineados con el eje de rotación del negro que se alimenta activamente agujero, así como perpendicular al disco de acreción acompañante. Ahora, una nueva investigación que utiliza modelos de computadora 3D avanzados respalda la idea de que es la velocidad de rotación aumentada de los agujeros negros combinada con el magnetismo del plasma el responsable de dar forma a los chorros.
En un artículo reciente publicado en la revista. Ciencias, el profesor asistente de la Universidad de Maryland Jonathan McKinney, el director del Instituto Kavli Roger Blandford y Alexander Tchekhovskoy de la Universidad de Princeton informan sobre sus hallazgos realizados utilizando simulaciones por computadora de la física compleja encontrada en las proximidades de un agujero negro supermasivo que se alimenta. Estos GRMHD, que significa Magnetohidrodinámica relativista general, simuladores de computadora siguen las interacciones de literalmente millones de partículas bajo la influencia de la relatividad general y la física de los plasmas magnetizados relativistas ... básicamente, las cosas realmente súper calientes que se encuentran dentro del disco de acreción de un agujero negro .
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Lo que McKinney et al. En sus simulaciones se descubrió que, sin importar cómo orientaron inicialmente los chorros del agujero negro, siempre terminaban alineados con el eje de rotación del agujero negro, exactamente lo que se encontró en las observaciones del mundo real. El equipo descubrió que esto es causado por las líneas de campo magnético generadas por el plasma que se retuercen por la intensa rotación del agujero negro, reuniendo así el plasma en chorros estrechos y enfocados que apuntan lejos de sus ejes de giro, a menudo en ambos polos.
A distancias más lejanas, la influencia del giro del agujero negro se debilita y, por lo tanto, los chorros pueden comenzar a separarse o desviarse de sus caminos iniciales, nuevamente, lo que se ha visto en muchas observaciones.
Este mecanismo de "alineación magneto-spin", como lo llama el equipo, parece prevalecer más con los agujeros negros supermasivos activos cuyo disco de acreción es más grueso que delgado, el resultado de tener una tasa de caída muy alta o muy baja importar. Este es el caso de la galaxia elíptica gigante M87, vista arriba, que exhibe un chorro brillante creado por un agujero negro de 3 mil millones de masas solares en su centro, así como el SMBH de 4 millones de masas solares mucho menos masivo en el centro de nuestra propia galaxia, Sgr A *.
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Usando estos hallazgos, se pueden hacer mejores predicciones futuras sobre el comportamiento de la materia acelerada que cae en el corazón de nuestra galaxia.
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Imagen insertada: Instantánea de un sistema de agujero negro simulado. (McKinney et al.) Fuente: Instituto Kavli de Astrofísica y Cosmología de Partículas (KIPAC)
