Nuevas perspectivas de los jets de agujeros negros

Los Agujeros Negros en sistemas binarios de rayos X de baja masa (BH LMXBs) son unos sistemas fascinantes donde un agujero negro se traga materia de una estrella compañera. Este proceso no solo crea una región brillante y caliente alrededor del agujero negro, sino que también puede lanzar potentes chorros de material que se mueven casi a la velocidad de la luz. Los científicos estudian estos chorros para entender mejor el comportamiento y las propiedades de los agujeros negros, así como la física de la acreción.

Este artículo se centra en un descubrimiento reciente sobre uno de estos chorros, que fue observado en detalle durante un momento específico cuando el sistema estaba especialmente brillante. Saber cómo se comportan estos chorros y su conexión con la actividad del agujero negro ayuda a entender la dinámica involucrada en estos eventos cósmicos.

#Observaciones del Chorro

A mediados de 2023, se observó que un BH LMXB en particular estaba en lo que se conoce como un estado duro. Durante esta fase, se espera que los chorros sean brillantes, estables y continuos. Se realizaron observaciones para capturar detalles de la estructura y el comportamiento del chorro usando telescopios de radio avanzados. Estas observaciones permitieron a los investigadores crear imágenes de alta resolución que ofrecieron información sobre las características del chorro.

Las observaciones revelaron un chorro que se extendía de norte a sur desde el agujero negro, con características distintas que indicaban su estructura. Se identificó un núcleo brillante, junto con un chorro continuo que parecía asimétrico. Esto significa que una parte del chorro era más brillante o se extendía más que la otra. Las observaciones capturaron este chorro en dos partes: un chorro que se acercaba y otro que se alejaba.

#El Método de Observación

Para recopilar esta información, los científicos utilizaron un método conocido como Interferometría de Muy Larga Base (VLBI). Esta técnica combina señales de múltiples telescopios de radio situados a gran distancia para crear imágenes detalladas de fuentes de radio en el espacio. El núcleo del agujero negro fue imagen junto con el chorro, mostrando una clara distinción entre ambos.

Las observaciones se hicieron en diferentes momentos, lo que permitió a los científicos ver cómo cambiaba el chorro con el tiempo. En total, se realizaron cuatro observaciones separadas en un breve periodo. Cada vez, los investigadores intentaron capturar la estructura del chorro y cualquier variación en el brillo. Con el tiempo, se notó que el chorro extendido se volvió menos luminoso y más corto, lo que probablemente indica un cambio en la actividad del agujero negro.

#Análisis de la Estructura del Chorro

La imagen mostraba que la longitud del chorro era considerable, alcanzando distancias que, cuando se convierten a unidades astronómicas, indicaban una impresionante extensión física. La sección sur del chorro se extendía más lejos del núcleo que la sección norte. Esta asimetría en el brillo y la longitud podría estar relacionada con el comportamiento del material que se expulsa del agujero negro y cómo interactúa con su entorno.

Los investigadores midieron la Intensidad de los chorros, que es una forma de medir cuánta energía se está emitiendo. Notaron que el brillo en los chorros disminuyó durante el periodo de observación, sugiriendo que la fuente estaba perdiendo energía. Notablemente, también identificaron un Nudo discreto en la parte sur del chorro, que se alejaba del núcleo. El comportamiento de este nudo podría ayudar a los científicos a entender la naturaleza del chorro y los procesos subyacentes que ocurren en el sistema.

#La Naturaleza del Nudo del Chorro

El nudo discreto en el chorro sur planteó varias preguntas sobre su origen. Una posibilidad es que este nudo se formó a partir de la aceleración de partículas que ocurría dentro del chorro continuo mismo. A medida que el material en el chorro se alejaba del agujero negro, parte de él podría haber chocado con material que se movía más lento, causando explosiones de energía y luz.

Una explicación alternativa es que este nudo resultó de la interacción entre el chorro y el material circundante, como el gas del medio interestelar. A medida que el chorro continuaba expandiéndose, podría haber creado una onda de choque que aceleraba partículas en el borde delantero del chorro, formando el nudo observable.

También vale la pena considerar la posibilidad de que este nudo fuera un evento breve e aislado - un chorro transitorio que había sido expulsado del agujero negro en algún momento anterior y ahora se estaba desvaneciendo a medida que se alejaba. Sin embargo, los investigadores no encontraron señales claras de que un evento transitorio ocurriera al inicio de la explosión.

#Importancia de Observar las Propiedades del Chorro

Entender las propiedades de los chorros, como su velocidad, dirección y estructura, permite a los científicos sacar conclusiones sobre los procesos en juego en estos entornos extremos. Los chorros de BH LMXBs pueden proporcionar información sobre la masa y la historia de crecimiento del agujero negro.

Las mediciones de las observaciones permitieron a los científicos establecer límites sobre qué tan rápido se movían los chorros y en qué ángulo estaban orientados respecto al observador. Estos parámetros son cruciales para estudios futuros sobre la física de los agujeros negros y el comportamiento de la materia en condiciones extremas.

#Conclusión

El estudio de los chorros de los agujeros negros en binarios de rayos X de baja masa es un campo vibrante que ilumina el funcionamiento fundamental del universo. Las recientes observaciones de un gran chorro continuo resuelto destacan los procesos dinámicos involucrados en el lanzamiento de chorros y su evolución. Al combinar imágenes de radio con un análisis cuidadoso a lo largo del tiempo, los científicos pueden explorar la compleja relación entre los agujeros negros y sus chorros.

A medida que la tecnología avanza y continuamos haciendo observaciones, nuestra comprensión de estos fenómenos cósmicos probablemente se profundizará, llevando a nuevas perspectivas sobre el universo y las condiciones extremas que rodean a los agujeros negros. Las investigaciones en curso sobre los BH LMXBs y sus chorros seguirán desentrañando las complejidades de los procesos astrofísicos, mejorando finalmente nuestro entendimiento del cosmos.