El monstruoso agujero negro en el centro de la Vía Láctea es inquietantemente silencioso, y ahora los astrónomos creen que saben por qué.

Hay líneas invisibles de campo magnético a su alrededor, los investigadores ya lo sospechaban. Pero las nuevas imágenes muestran que esas líneas invisibles forman una estructura que se extiende por años luz a través del espacio y pueden ser lo suficientemente poderosas como para evitar que el material caiga en el agujero negro. Y si los campos magnéticos gigantes están golpeando material dentro de una órbita que está fuera del alcance del agujero negro, eso podría explicar por qué en su mayoría duerme. De hecho, es tan tenue que un magnetar puede eclipsarlo en el cielo.

C. Darren Dowell, científico del Jet Propulsion Laboratory de la NASA y autor principal del estudio, dijo en un comunicado de la NASA:

La forma en espiral del campo magnético canaliza el gas a una órbita alrededor del agujero negro. Esto podría explicar por qué nuestro agujero negro está silencioso mientras que otros están activos”.

Una vez que las cosas caen más allá del horizonte de eventos de un agujero negro, funcionalmente se han ido para siempre. El espacio más allá del horizonte de eventos es, desde nuestra perspectiva, verdaderamente negro. No hay nada que ver allí. Pero como la imagen del Event Horizon Telescope del agujero negro supermasivo en la galaxia Virgo A mostró esta primavera, el horizonte de eventos alrededor de un agujero negro a menudo está envuelto en nubes de material que cae. Y ese material se mueve tan rápido y crea tanta fricción que brilla, creando espectáculos de luz que los astrónomos pueden ver desde la Tierra.

Algunos agujeros negros supermasivos muestran ese tipo de espectáculos de luz todo el tiempo. Pero Sagitario A * es uno de los agujeros negros supermasivos más comunes e «inactivos». La estructura no parece estar engullendo mucho material. Y el equipo de Dowell sospecha que estos intensos campos magnéticos podrían ser la razón.

Representación artística del agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea. Crédito: NASA

Para mapear las líneas del campo magnético, un equipo de investigadores señaló un telescopio infrarrojo de la NASA llamado SOFIA, montado en la parte trasera de un avión Boeing 747, a Sagittarius A *. Aún no han publicado formalmente sus resultados, pero los investigadores presentaron sus hallazgos en la reunión de junio de la American Astronomical Society. SOFIA no podía ver las líneas invisibles, por supuesto, pero podía ver las partículas de polvo flotando a través de esas líneas. Y la estructura del campo magnético hizo que todas las partículas apuntaran en una dirección. Estas partículas alineadas, a su vez, polarizaron la luz infrarroja que pasa a través del polvo, de la misma manera que las gafas de sol pueden polarizar la luz que pasa a través de ellas, lo que permite a los investigadores averiguar dónde estaban las líneas y en qué dirección apuntaban.

Los astrónomos que no participaron en la investigación dijeron que la medición de las líneas del campo magnético fue emocionante, pero se mostraron escépticos de que esas líneas representaran completamente el estado silencioso del agujero negro. (Cada uno también señaló que es difícil evaluar completamente el trabajo antes de que se publique el documento).

Erin Bonning, una astrofísica e investigadora de agujeros negros en la Emory University que no participó en la investigación de SOFIA, señaló que la imagen de las líneas del campo magnético es de aproximadamente 10 años luz, donde 1 año luz es igual a 150 millones de kilómetros. Eso es mucho más ancho que Sagittarius A *, un objeto que encajaría dentro de nuestro sistema solar, por lo que es demasiado grande para capturar detalles en las inmediaciones del agujero negro. Esa región más pequeña y más cercana, dijo, es donde se esperaría que los eventos más importantes que golpean material en un agujero negro, o que mantienen el material a raya, tengan lugar.

Bonning dijo en un comunicado:

El comunicado de prensa parece sugerir que el campo magnético está canalizando el material a una órbita que ‘pierde’ el agujero negro. Esta sería una explicación plausible de la falta de acreción fuerte en Sgr A *”.

Sin embargo, señaló, usted no necesariamente esperaría que el material cayera en un agujero negro incluso sin el campo magnético. La mayoría de los agujeros negros supermasivos no logran absorber tanto material, tal vez porque gran parte de él se acumula en el disco de acreción que orbita alrededor de la bestia cósmica oscura, y permanece bastante tranquilo.

Representación artística de un agujero negro con un disco de acreción, y un chorro de gas caliente, llamado plasma. Crédito: NuSTAR / Caltech

Bonning dijo:

Se puede pensar de esta manera: por masivo que sea Sgr A *, es un objetivo físicamente * pequeño * en escalas astronómicas. Para que la materia caiga cerca del horizonte de eventos, tiene que moverse más o menos directamente hacia ella”.

Eso ocurre con mayor frecuencia en galaxias que recientemente han sufrido fusiones violentas, dijo. Pero la Vía Láctea no ha sufrido una fusión tan reciente.

Bonning dijo:

Si tiene campos magnéticos estructurados a años luz de distancia del agujero negro lo suficientemente fuerte como para dirigir el movimiento del gas, puede ser que este sea un mecanismo adicional que evite que la materia llegue a los centros galácticos”, dijo Bonning.

Pero eso no significa que el campo magnético sea el mecanismo principal que mantiene el agujero negro en silencio.

Misty Bentz, una astrofísica de la Georgia State University que tampoco participó en la investigación, señaló que incluso si los campos magnéticos desempeñan un papel importante para mantener a Sagittarius A * en silencio, eso no significa que fuerzas similares estén trabajando alrededor de otros agujeros negros supermasivos silenciosos.

Y lo que es verdad en la Vía Láctea puede no serlo en otros lugares.

Bentz dijo:

Podría haber una variedad de razones diferentes por las que otros agujeros negros no se están alimentando, incluidas las ondas de choque y los vientos de las explosiones de supernova que expulsan el gas del centro de la galaxia, o simplemente podría haber una ausencia general de gas en el centro de la galaxia”.

Crédito: NASA

Simeon Bird, astrofísico de la University of California en Riverside, que tampoco participó en la investigación, dijo en un comunicado:

Los campos magnéticos pueden ayudar a explicar por qué algunos agujeros negros están inactivos mientras que otros están activo, pero como señaló Bentz, todos los demás agujeros negros supermasivos están mucho más lejos, por lo que no es fácil medir los campos magnéticos a su alrededor”.

Bird agregó:

Otra posibilidad que podría ayudar a mantener los agujeros negros inactivos es que durante una fase activa, el agujero negro calienta el gas a su alrededor hasta el punto en que se interrumpe por completo.. Si el agujero negro está muy activo, la energía del agujero negro podría ser capaz de eliminar el gas completamente, eliminarlo de la galaxia”.

Y una vez que eso suceda, ese agujero negro probablemente quedaría en silencio.

Aún así, a pesar del cierto escepticismo de que las líneas del campo magnético podrían explicar completamente por qué Sagittarius A * es tan silencioso, o que otros agujeros negros supermasivos son silenciosos por la misma razón, Bonning, Bentz y Bird consideraron importante el estudio, diciendo que ofrece a los astrónomos nuevas claves para desbloquear los misterios de los comportamientos supermasivos del agujero negro.

Los hallazgos de la investigación fueron presentados en la reunión de junio de la American Astronomical Society.