Hay regiones del universo tan extremas que, aunque las observemos desde hace décadas, siguen siendo imposibles de imaginar. Los alrededores de un agujero negro pertenecen a esa categoría: un lugar donde la materia se calienta más allá de cualquier límite terrestre y la luz se curva bajo una gravedad casi absoluta.
Ahora, un experimento publicado en The Astrophysical Journal acaba de aportar datos inéditos sobre ese límite invisible.
Un telescopio colgado de un globo que cambió lo que sabíamos
El logro proviene del telescopio XL-Calibur, un instrumento diseñado para una tarea casi imposible: medir la polarización de los rayos X emitidos en la vecindad de un agujero negro. Para hacerlo, el equipo lo elevó a bordo de un globo estratosférico desde Esrange, en Suecia, en julio de 2024. Durante casi seis días, el telescopio sobrevoló Groenlandia y Canadá hasta caer cerca de Kugluktuk, donde finalmente fue recuperado.
Esa trayectoria no fue un capricho. A 40 kilómetros sobre la superficie, la atmósfera ya no bloquea los rayos X más energéticos, que jamás podrían observarse desde un telescopio terrestre. Y fue allí donde XL-Calibur apuntó a Cygnus X-1, un agujero negro situado a unos 7.000 años luz de nosotros.
El objetivo era captarlo en su estado duro, una fase en la que su corona de plasma —la región extremadamente caliente que rodea al agujero negro— emite rayos X muy energéticos. Esa luz contiene información sobre cómo se mueve la materia cuando se aproxima al horizonte de sucesos.
Por qué medir la polarización cambia todo
En astronomía de altas energías, medir la polarización es como leer la letra chica de un contrato cósmico. No muestra solo cuánta luz llega, sino cómo vibra, cómo se orienta y cómo interactúa con los campos magnéticos que deforman la materia en su entorno.
Henric Krawczynski, investigador principal, lo resume así: “Estamos empezando a tener suficiente información para resolver preguntas de larga data sobre la física de los agujeros negros”.
Los datos muestran que la luz no viaja de manera aleatoria. Su alineación revela la geometría de la corona, la distribución del plasma y la manera en que el agujero negro reorganiza la materia que cae hacia él. Por primera vez, estas propiedades coinciden con simulaciones que hasta ahora solo vivían en supercomputadoras.
Ephraim Gau, otro miembro del proyecto, lo describe de forma aún más directa: “La polarización nos permite estudiar lo que sucede allí donde no podemos tomar imágenes normales”.
En otras palabras, este experimento no observó al agujero negro: observó cómo se comporta la materia justo antes de desaparecer en él.
Un hallazgo que valida décadas de simulaciones teóricas
La información obtenida por XL-Calibur —combinada con la de satélites como IXPE de la NASA— ofrece un mapa más claro de un entorno que hasta ahora había sido en gran parte hipotético. Las mediciones permiten:
- estimar la geometría exacta de la corona,
- comprender cómo se aceleran partículas a energías extremas,
- evaluar cómo se forman y sostienen los campos magnéticos,
- y determinar qué modelos cuánticos y relativistas describen mejor esa región.
Para la física de agujeros negros, esto equivale a poner luz —literalmente— sobre un territorio que solo conocíamos por conjeturas.
El proyecto reunió instituciones de Estados Unidos, Japón, Suecia y la NASA, que ven en estas observaciones una oportunidad para resolver cuestiones pendientes sobre acreción, turbulencia y dinámica de plasmas relativistas.
Ecos del origen del universo: agujeros negros en la infancia del cosmos
El artículo también dialoga con otra investigación reciente publicada en Physical Review D, que propone que el universo temprano pudo haber estado poblado por agujeros negros primordiales y estructuras exóticas que hoy ya no existen.
Según ese estudio, durante la Era Dominada por la Materia Temprana (EDMT), las partículas se agruparon en halos que colapsaron bajo su propia gravedad. Allí habrían surgido agujeros negros primordiales, estrellas caníbales que obtenían energía de la aniquilación de partículas, e incluso estrellas de bosones, objetos regidos por efectos cuánticos.
Estas estructuras habrían vivido apenas segundos antes de desaparecer o transformarse, pero dejan una pregunta abierta: ¿eran estos los primeros laboratorios naturales de física extrema, similares a los que observamos hoy en Cygnus X-1?
El nuevo estudio añade un hilo más a esa historia: comprender la materia alrededor de los agujeros negros actuales podría ayudarnos a reconstruir procesos del universo temprano que aún permanecen en sombras.
