Publicado en Science: La fusión de dos agujeros negros no rotatorios con disco de acreción genera robustos chorros de partículas

 

Los astrofísicos todavía no saben qué es lo que genera los chorros de partículas de alta energía que se observan en el universo. Lo opinión general es que la causa son agujeros negros (en el centro de galaxias y en cuásares). Los agujeros negros suelen tener discos giratorios de gas y polvo (discos de acreción). Carlos Palenzuela, del Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica, Toronto, y sus colegas han simulado por ordenador la fusión de dos agujeros negros y han observado la aparición de un chorro de materia debido a la torsión de las líneas de campo magnético a medida que cada agujero pierde energía y rota en espiral alrededor del otro. Los chorros aparecen incluso cuando los agujeros negros no están rotando sobre sí mismos. Las simulaciones muestran que los dos chorros se fusionan en un solo chorro conforme los agujeros negros se fusionan. Nos lo cuenta Nicolás Yunes (Universidad de Princeton), «Astronomy: A Tale of Two Jets,» Perspectives, Science 329: 908-909, 20 August 2010, que se hace eco del artículo técnico de Carlos Palenzuela, Luis Lehner, Steven L. Liebling, «Dual Jets from Binary Black Holes,» Science 329: 927-930, 20 August 2010 [gratis en ArXiv].

La asociación entre agujeros negros y chorros de partículas parte del trabajo teórico pionero de Blandford y Znajek en 1977 que mostraron cómo un agujero negro en rotación con un disco de acreción magnetizado podía generar un intenso chorro de partículas. Las simulaciones numéricas confirmaron este proceso. Palenzuela et al. proponen un mecanismo diferente que no requiere que los agujeros negros estén en rotación. A diferencia del mecanismo de Blandford-Znajek, los chorros son alimentados por la energía cinética del movimiento mutuo de los agujeros negros en lugar de por la energía cinética asociada a su rotación propia. Cada agujero negro genera un chorro y ambos chorros se entrelazan entre sí durante el proceso de fusión de los agujeros negros hasta fusionarse en un único chorro. Estas simulaciones además demuestran que los chorros de Blandford-Znajek son muy estables y robustos y soportan un fenómeno tan violento como la fusión de dos agujeros negros.

La fusión de agujeros negros es un proceso que genera ondas graviatorias intensas. Las simulaciones de Palenzuela et al. demuestran que también se generan ondas electromagnéticas con un perfil de energía muy distintivo. Si tuviéramos suerte y se observara un chorro dirigido hacia la Tierra con este perfil de energía se podría ubicar con precisión la fuente y se podría utilizar como candela para medir grandes distancias. Estas medidas tendrían repercusiones en muchos parámetros astrofísicos, como la constante de Hubble, la ecuación de estado de la energía oscura o posibles desviaciones respecto a la teoría general de la relatividad.