El agujero negro de M87 revela un lado inestable que intriga a los astrónomos; nuevas imágenes revelan detalles clave

Nuevas imágenes detalladas del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia M87 muestran un entorno altamente dinámico, con patrones de polarización que cambian cerca del horizonte de sucesos.

Por primera vez, gracias a los datos obtenidos por la colaboración internacional del Telescopio de Horizonte de Sucesos (EHT, por sus siglas en inglés), los científicos han detectado señales de emisión en chorro cerca de su base, en la región más próxima al agujero negro. Estas observaciones, publicadas en Astronomy & Astrophysics, ofrecen una perspectiva inédita sobre el comportamiento de la materia y la energía en entornos extremos.

Ubicado a unos 55 millones de años luz de la Tierra, el agujero negro de M87 tiene una masa seis mil millones de veces mayor que la del Sol. El EHT, una red global de radiotelescopios que actúa como un observatorio del tamaño de la Tierra, fue el responsable de captar en 2019 la icónica imagen de la “sombra” del agujero negro, a la que se sumaron en 2021 mapas de polarización.

En astronomía, la polarización describe la alineación de las ondas de luz y ofrece información sobre la estructura e intensidad de los campos magnéticos. En galaxias activas como M87, estos campos resultan fundamentales: se anclan en el plasma del disco de acreción que orbita el agujero negro y se retuercen formando torres magnéticas capaces de liberar enormes fuerzas.

La energía magnética contenida acelera la materia a lo largo de chorros que viajan a velocidades cercanas a la luz y que, pese a originarse en una región diminuta, impactan en toda la galaxia. “Chorros como el de M87 desempeñan un papel clave en la evolución de sus galaxias anfitrionas. Al regular la formación estelar y distribuir energía a grandes distancias, afectan el ciclo de vida de la materia a escala cósmica”, explica Eduardo Ros, del MPIfR.

Aun así, el mecanismo exacto de formación de estos chorros sigue siendo un misterio. Los nuevos datos del EHT aportan avances cruciales al proporcionar no solo una instantánea, sino una secuencia de imágenes que capturan la evolución del entorno magnetizado de M87 en 2017, 2018 y 2021.

Un entorno turbulento y cambiante

Durante ese período, el patrón de polarización mostró variaciones inesperadas. En 2017, los campos magnéticos giraban en una dirección; en 2018 parecían estabilizados, y en 2021 se invirtieron por completo. Estos cambios podrían deberse tanto a la estructura magnética del agujero negro como a la materia que distorsiona la polarización de la luz en su trayecto hacia la Tierra.

En conjunto, las observaciones apuntan a un entorno turbulento, donde los campos magnéticos no solo regulan la caída de materia hacia el agujero negro, sino también la dirección de la energía que alimenta el chorro relativista. Este comportamiento desafía los modelos actuales y muestra lo mucho que aún falta por comprender sobre los procesos que ocurren en las cercanías del horizonte de sucesos.

“Lo notable es que, aunque el tamaño del anillo se ha mantenido constante, confirmando la sombra del agujero negro predicha por Einstein, el patrón de polarización cambia drásticamente”, señala Paul Tiede, del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian.

“Esto indica que el plasma magnetizado cerca del horizonte de sucesos no es estático, sino dinámico y complejo, lo que pone a prueba nuestros modelos teóricos”.

Dos nuevos telescopios en la red

Las observaciones de 2021 incluyeron por primera vez dos telescopios adicionales: Kitt Peak en Arizona y NOEMA en Francia, lo que mejoró la sensibilidad y la claridad de las imágenes. Gracias a ello, los investigadores lograron restringir la dirección de emisión en la base del chorro relativista de M87, un haz estrecho de partículas energéticas que emerge a velocidades cercanas a la de la luz.

Las mejoras técnicas en el Telescopio de Groenlandia y en el James Clerk Maxwell también incrementaron la calidad de los datos. “La calibración mejorada permitió obtener líneas de base más cortas entre NOEMA y los telescopios IRAM de 30 m, y entre Kitt Peak y SMT, lo que brindó las primeras restricciones sobre la emisión de la base del chorro débil”, explica Sebastiano von Fellenberg, de la Universidad de Toronto.

*Con información de Europa Press.