Detectan una estructura inusual en un chorro de alta energía lanzado hacia la Tierra por un agujero negro

Un grupo internacional de astrofísicos descubrió una inesperada característica en la estructura del blazar Markarian 421, que se encuentra a 400 millones de años luz de distancia de la Tierra, en la constelación de la Osa Mayor, informó el pasado miércoles la NASA.

A menudo los agujeros negros expulsan chorros brillantes de partículas de alta energía que viajan a una velocidad cercana a la de la luz (relativista). Los científicos emplean el término 'blazar' cuando uno de estos chorros apunta en dirección a la Tierra. Está documentado que los blazares, que miden millones de años luz de longitud, emiten una gran cantidad de energía, además de ser tan extremadamente brillantes que pueden eclipsar la luz combinada de todas las estrellas de las galaxias en las que se encuentran.

Los científicos habían tratado de comprender acerca de la naturaleza de estos eventos, pero los mecanismos físicos que contribuyen a la dinámica y la emisión de los chorros han sido difíciles de entender. El lanzamiento del observatorio espacial Explorador de Polarimetría de Rayos X por Imágenes (IXPE, por sus siglas en inglés) ha permitido localizar el origen de las emisiones de estos blazares.

Este dispositivo satelital, que está equipado con tres telescopios idénticos, tiene como función medir la propiedad fundamental de la radiación electromagnética, conocida como polarización. A partir de esta propiedad, los astrónomos pueden obtener información sobre el campo magnético de los agujeros negros, así como de las características internas de estos objetos astronómicos.

Una estructura similar al ADN

En una nueva investigación recientemente publicada en la revista Nature Astronomy se reportó que la polarización del chorro emitido por el Markarian 421 mostró que en una parte donde se aceleran las partículas también se encuentra un campo magnético con estructura helicoidal. Los anteriores modelos de chorros blazar sugirieron que estaban acompañados por campos magnéticos en forma de hélice en espiral, similar al ADN humano.

No obstante, se desconocía que esta hélice magnética podría albergar áreas donde las partículas son aceleradas por choques. "Anticipamos que la dirección de la polarización podría cambiar, pero pensamos que las grandes rotaciones serían raras, según las observaciones ópticas previas de muchos blazares", comentó el físico Herman Marshall, quien recalcó que el equipo planeó "varias observaciones del blazar, y la primera mostró una polarización constante del 15%".

El análisis de los datos del IXPE evidenció que la polarización del chorro se redujo a 0 % entre la primera y la segunda observación. Esto reveló que el campo magnético giraba continuamente al mismo ritmo. Por otro lado, las mediciones de la radiación electromagnética en forma de luz óptica, infrarroja y de radio no mostraron ningún efecto sobre la estabilidad y la estructura, incluso cuando las emisiones de rayos X cambiaron.

Esto significa que una onda de choque puede propagarse a lo largo de los campos magnéticos en espiral dentro del Markarian 421. Los resultados del estudio demostraron que un campo magnético helicoidal puede contribuir al choque que acelera las partículas del chorro a velocidades relativistas. Por último, los expertos aseguraron que continuarán examinando el Markarian 421, así como otros blazares, para encontrar los mecanismos que impulsan a los chorros y con qué frecuencia ocurren.

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