Una danza cósmica extrema tiene lugar en el sistema binario Cygnus X-1, a 7000 años luz de nosotros. Allí, un agujero negro estelar de 21 masas solares devora lentamente una estrella supergigante azul. Pero no es la única actividad: chorros de materia brotan del agujero negro a una velocidad vertiginosa, y no permanecen rectos.
Los astrónomos han descubierto que estos chorros son repelidos por el potente viento estelar de la estrella compañera, y parecen bailar en el espacio según la posición orbital de esta.
El fuerte viento estelar de la estrella supergigante repele los chorros lanzados por el agujero negro.
Crédito: International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR)
Gracias al radiotelescopio Square Kilometre Array Observatory (SKA), los científicos han podido medir la potencia de estos chorros por primera vez. Transportan aproximadamente el 10% de la energía liberada por la materia que cae en el agujero negro. Esta es una información importante, ya que los modelos que simulan el Universo suponían este valor sin poder verificarlo. Los chorros viajan a la mitad de la velocidad de la luz, es decir, unos 150 000 km/s, y su potencia equivale a la de 10 000 Soles.
El sistema Cygnus X-1 es particularmente compacto: el agujero negro y su estrella están separados por solo 30 millones de kilómetros, es decir, el 20% de la distancia Tierra-Sol. La estrella pierde materia a través de un intenso viento estelar, que alimenta un disco de acreción alrededor del agujero negro. Este disco se calienta y emite rayos X, convirtiendo a Cygnus X-1 en una de las fuentes más brillantes en este dominio.
Este descubrimiento permite ahora calibrar la potencia de los chorros de otros agujeros negros, incluidos los supermasivos que residen en el centro de las galaxias. Como las leyes de la física son las mismas en cualquier punto del Universo, medir la energía de los chorros de Cygnus X-1 ayuda a comprender cómo los agujeros negros influyen en su entorno, incluso a escalas mucho mayores. Proyectos futuros podrán detectar millones de chorros gracias a esta referencia.
Modelización de los dos chorros y evolución en el tiempo. La trayectoria mediana del modelo se indica con puntos violetas, con la incertidumbre representada en cian.
El equipo de investigación, liderado por Steve Prabu de la Universidad de Oxford, observó que los chorros parecían "bailar" en las imágenes del SKA. Este movimiento proviene del viento estelar que empuja los chorros, desviándolos a lo largo de la órbita. Este fenómeno nunca había sido observado con tal precisión.
Este estudio, publicado en la revista
Nature Astronomy, abre el camino a futuras observaciones. Los investigadores estiman que millones de galaxias albergan agujeros negros activos, y los chorros juegan un papel importante en la evolución de las galaxias.
Fuente: Nature Astronomy