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Ciencia

Astrónomos detectaron un viento cósmico que viaja al 30% de la velocidad de la luz desde el cuásar J2318. La señal ultravioleta desafía los modelos que explican cómo los agujeros negros empujan materia sin destruirla

Un equipo liderado por investigadores de la York University detectó el viento de cuásar más rápido observado hasta ahora en luz ultravioleta. El flujo, procedente de SDSS J231854.31+243954.2, alcanza al menos 90.000 kilómetros por segundo y podría influir en la forma en que su galaxia anfitriona forma estrellas.
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No es viento como el de la Tierra. No hay aire, nubes ni diferencias de presión atmosférica. Pero la palabra sirve para imaginarlo: una corriente de gas ionizado expulsada desde las cercanías de un agujero negro supermasivo, acelerada por una cantidad de luz tan brutal que termina viajando a una fracción significativa de la velocidad de la luz.

Según informó la York University, el cuásar J2318 (ubicado en la región del Gran Cuadrado de Pegaso) alberga un flujo de gas visible en luz ultravioleta que alcanza hasta el 30% de la velocidad de la luz. El estudio, liderado por Lucas Seaton y publicado en The Astrophysical Journal, lo presenta como el viento de cuásar más rápido detectado hasta ahora en longitudes de onda ultravioletas.

Un récord que no viene de una imagen, sino de una huella en la luz

El hallazgo no apareció como una fotografía espectacular del agujero negro. Llegó a través de espectroscopía: la técnica que permite separar la luz de un objeto en sus distintas longitudes de onda y leer en ella la presencia de elementos químicos, movimientos y velocidades.

De acuerdo con el artículo disponible en arXiv, los investigadores identificaron absorciones variables de carbono IV y silicio IV en el espectro del cuásar, con velocidades de salida entre 77.000 y al menos 90.000 kilómetros por segundo. Traducido a una cifra más intuitiva, eso equivale a unos 323 millones de kilómetros por hora, aproximadamente el 30% de la velocidad de la luz.

El agujero negro no es raro por su masa, sino por lo que logra expulsar

Astrónomos detectaron un viento cósmico que viaja al 30% de la velocidad de la luz desde el cuásar J2318. La señal ultravioleta desafía los modelos que explican cómo los agujeros negros empujan materia sin destruirla
© NASA, ESA and J. Olmsted (STScI).

J2318 está alimentado por un agujero negro supermasivo. El estudio estima su masa en unas 1.650 millones de masas solares, una cifra enorme para cualquier escala humana, pero no especialmente extravagante dentro del catálogo de agujeros negros supermasivos.

Lo extraño no es tanto el tamaño del motor, sino la velocidad del material expulsado. Como explicó Patrick Hall, de York University, el objeto no destaca por tener un agujero negro imposible, sino por mover gas ultravioleta a una velocidad inusual incluso para los objetos más energéticos del cosmos. Space.com también subraya ese punto: existen flujos aún más rápidos observados en rayos X, pero J2318 marca un récord específico en observaciones ultravioletas.

La comparación con un huracán de categoría 79 es absurda, pero útil

Lucas Seaton propuso una analogía llamativa: por velocidad, este viento podría compararse con un huracán de categoría 79. La frase funciona porque rompe la escala mental. En la Tierra, la escala Saffir-Simpson llega oficialmente hasta la categoría 5 y se basa solo en la velocidad sostenida del viento, no en otros peligros como marejada o inundaciones.

La comparación, por supuesto, no tiene valor meteorológico real. No existe un huracán de categoría 79. Tampoco hay una atmósfera terrestre alrededor de J2318. Pero ayuda a explicar la distancia entre un fenómeno planetario y uno relativista: este “viento” viaja lo bastante rápido como para cruzar la distancia media entre la Tierra y la Luna en apenas unos segundos.

El motor físico es la luz

En la Tierra, el viento se mueve por diferencias de presión. En un cuásar, la historia es otra. La materia cae hacia el agujero negro formando un disco de acreción caliente y luminoso. Ese disco emite cantidades enormes de radiación. Los fotones (partículas de luz) transfieren momento al gas que los rodea y pueden empujarlo hacia fuera.

Según York University, en los cuásares se observan con frecuencia vientos de gas impulsados por la luz del propio cuásar. El problema es que, en J2318, la velocidad es tan extrema que obliga a explicar cómo el gas puede ser acelerado hasta 0,3c sin perder las huellas ultravioletas que permiten verlo.

La gran pregunta: cómo sobrevive el gas a tanta radiación

Ahí está el misterio más interesante. Para que los astrónomos detecten carbono IV y silicio IV, esos iones tienen que conservar electrones. Pero una radiación demasiado intensa puede arrancar esos electrones, ionizar el gas por completo y volverlo invisible en el rango ultravioleta que permitió identificarlo.

El propio artículo lo plantea como una exigencia para los modelos: o bien deben ser capaces de acelerar gas hasta el 30% de la velocidad de la luz mientras preservan iones como C IV y Si IV, o bien deben explicar cómo esos iones se forman después de que el gas ya fue acelerado.

Es una diferencia sutil, pero enorme. No basta con decir “el agujero negro empuja gas”. Hay que explicar cómo lo empuja, cuándo lo ioniza, qué lo protege y por qué todavía deja una firma detectable.

No es solo un récord: puede afectar a toda una galaxia

Astrónomos detectaron un viento cósmico que viaja al 30% de la velocidad de la luz desde el cuásar J2318. La señal ultravioleta desafía los modelos que explican cómo los agujeros negros empujan materia sin destruirla
© NASA.

Estos vientos importan porque los agujeros negros no evolucionan aislados. Cuando un cuásar expulsa gas con suficiente energía, puede modificar el entorno de su galaxia: retirar material que habría servido para formar nuevas estrellas, calentar el medio interestelar o redistribuir materia hacia regiones más externas.

La investigación estima, con supuestos muy conservadores, una pérdida de masa superior a 0,82 masas solares por año y una relación entre luminosidad cinética y luminosidad bolométrica de al menos 0,75%. Ese límite inferior ya queda apenas por encima del umbral que suele citarse para que un flujo pueda tener retroalimentación significativa sobre su galaxia anfitriona.

Paola Rodríguez Hidalgo, de la University of Washington Bothell, lo resumió en declaraciones recogidas por Space.com: estos flujos extremos pueden funcionar como una pieza faltante para entender cómo la región activa central de una galaxia se comunica con el resto de la galaxia.

Un cuásar variable que puede no estar solo

El equipo no llegó a J2318 por casualidad absoluta. Trabajó con datos del Sloan Digital Sky Survey, en particular del SDSS-IV Time-Domain Spectroscopic Survey y del SDSS-V Black Hole Mapper, programas diseñados para observar cómo cambian los objetos astronómicos a lo largo del tiempo. Space.com detalla que esos espectros permitieron identificar el comportamiento extremo del flujo ultravioleta.

El artículo señala además que el flujo de carbono IV se fortaleció de forma sostenida durante tres épocas de observación separadas por unos 2,2 años en el marco de referencia del cuásar. Esa variabilidad es clave, porque muestra que no se trata de una estructura estática o de un rasgo accidental del espectro, sino de un fenómeno dinámico que evoluciona.

El viento más rápido puede ser también una pista de lo que falta en los modelos

J2318 no prueba que todos los cuásares puedan expulsar gas a esa velocidad. Tampoco convierte cada agujero negro supermasivo en una máquina capaz de apagar su galaxia. Pero sí pone presión sobre los modelos actuales.

Si un cuásar relativamente cercano en términos cosmológicos puede acelerar gas ultravioleta hasta 0,3c y mantenerlo detectable, entonces las simulaciones de evolución galáctica tienen que capturar mejor esa física: radiación, ionización, blindaje, campos magnéticos, geometría del flujo y supervivencia de nubes densas en entornos extremos.

La imagen final es poderosa: un agujero negro no solo devora. También puede devolver energía al espacio con violencia suficiente como para cambiar el destino de su galaxia. Y en J2318, esa devolución llega en forma de un viento casi imposible, tan rápido que nuestra escala terrestre solo puede describirlo con una categoría que no existe.

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