Un equipo internacional de astrónomos ha descrito por primera vez cómo un estallido repentino de rayos X en un agujero negro supermasivo puede dar lugar, en cuestión de horas, a vientos ultrarrápidos que se expanden hacia el exterior de la galaxia. El fenómeno se observó en el núcleo activo de la galaxia espiral NGC 3783 gracias a una campaña conjunta de los observatorios espaciales de rayos X XMM-Newton, de la Agencia Espacial Europea, y XRISM, una misión conjunta de agencias espaciales de Japón, Europa y Estados Unidos.
Las observaciones muestran un escenario de enorme violencia cósmica. Primero se produjo un destello intenso de rayos X en la región más cercana al agujero negro, un objeto con una masa equivalente a decenas de millones de Soles. Ese destello se desvaneció rápidamente, pero fue seguido por la aparición de un flujo de gas altamente energético que se aleja del centro galáctico a casi una quinta parte de la velocidad de la luz. Ese viento, detectado en el espectro de alta resolución de XRISM, constituye uno de los ejemplos más claros de cómo los agujeros negros pueden inyectar energía en su entorno de forma súbita y extrema.
Los núcleos galácticos activos, como el de NGC 3783, se alimentan del material que cae hacia el agujero negro supermasivo. Una parte de esa materia forma un disco caliente que brilla con gran intensidad en rayos X y otras longitudes de onda. Hasta ahora, se sabía que estos objetos podían generar vientos potentes capaces de barrer gas fuera de la galaxia, pero no se había documentado con tanto detalle el momento exacto en el que se originan ni la relación directa entre un destello de alta energía y el nacimiento de un flujo ultrarrápido.
Según los investigadores, los datos apuntan a que la clave está en los campos magnéticos del disco de acreción. En el episodio observado, las líneas de campo parecen haberse retorcido y liberado de forma abrupta, de manera similar a lo que ocurre en las fulguraciones solares, pero a una escala mucho mayor. Esa liberación de energía habría acelerado el gas hasta velocidades cercanas al 20 % de la velocidad de la luz, generando el viento que XRISM detectó en la forma de una huella característica en el espectro de rayos X.
La comparación con el Sol ayuda a entender el fenómeno. En nuestra estrella, las tormentas magnéticas dan lugar a fulguraciones y eyecciones de masa coronal, enormes nubes de plasma que se expanden por el sistema solar. En el caso de NGC 3783, el mismo tipo de física magnética parece actuar en el disco del agujero negro, pero el resultado es un flujo de gas mucho más energético que puede recorrer decenas de miles de kilómetros por segundo y afectar a regiones extensas de la galaxia anfitriona.
Los núcleos activos con vientos tan violentos desempeñan un papel central en la evolución de las galaxias. Al expulsar gas desde la región central, limitan la cantidad de materia disponible para formar nuevas estrellas y pueden frenar el crecimiento de la galaxia. Al mismo tiempo, las ondas de choque asociadas a estos vientos pueden comprimir el gas en determinadas zonas y desencadenar episodios de formación estelar en el disco. Comprender cuándo se activan estos procesos y cuánto tiempo duran es fundamental para reconstruir la historia de las galaxias a lo largo del tiempo cósmico.
La campaña de observación que permitió este resultado se extendió durante varios días e incluyó un seguimiento continuo del brillo en rayos X de NGC 3783. XMM-Newton monitorizó la evolución del destello, mientras que XRISM se centró en descomponer la luz recibida en sus diferentes energías para identificar las firmas del gas en movimiento. En el espectro, los astrónomos identificaron una señal asociada a un flujo de material que se alejaba del agujero negro a aproximadamente 57.000 kilómetros por segundo, una velocidad que corresponde a casi una quinta parte de la velocidad de la luz.
Este tipo de campañas coordinadas entre varios observatorios está ganando importancia en la astrofísica de altas energías. Cada instrumento aporta una pieza diferente del rompecabezas: algunos son más sensibles a la variación rápida del brillo, mientras que otros captan con mayor detalle la estructura fina de las líneas espectrales. Al combinar ambas capacidades, los científicos pueden seguir casi en tiempo real la respuesta del gas y del campo magnético a los estallidos que se producen en las inmediaciones del agujero negro.
Los resultados cambian la imagen de los agujeros negros supermasivos como simples devoradores de materia. En lugar de limitarse a absorber todo lo que se acerca, estos objetos actúan también como motores que redistribuyen energía en sus galaxias mediante chorros y vientos. El episodio observado en NGC 3783 muestra que esa actividad puede dispararse en lapsos de tiempo muy cortos, lo que obliga a tener en cuenta fenómenos rápidos y episódicos en los modelos de evolución de galaxias.
Para la comunidad científica, este descubrimiento abre una nueva línea de investigación sobre la conexión entre la física de los agujeros negros y los procesos más familiares que se observan en el Sol. Si los mecanismos que generan las tormentas magnéticas en la corona solar y los vientos ultrarrápidos en núcleos activos comparten una misma base física, las lecciones aprendidas en heliofísica podrían ayudar a descifrar comportamientos extremos en otras galaxias. A la inversa, estudiar estos eventos descomunales permite poner a prueba las teorías de magnetismo y plasmas en algunos de los entornos más energéticos del Universo.
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