Durante casi tres décadas, los astrónomos tuvieron delante las piezas de una película que no podían reproducir. Eran 116 observaciones del blázar 3C 345 tomadas entre 1995 y 2022, cada una mostrando cómo cambiaba su gigantesco chorro de plasma con el paso del tiempo. Ahora, un algoritmo consiguió unirlas y el resultado contiene una cifra que parece imposible: algunas estructuras parecen desplazarse a hasta 13 veces la velocidad de la luz.
Einstein puede seguir tranquilo. Nada está viajando realmente tan rápido. Pero esa ilusión relativista terminó siendo solo el comienzo de la historia.
La reconstrucción permitió seguir el movimiento del plasma prácticamente punto por punto y encontró algo más difícil de explicar: algunas de las regiones más brillantes del chorro no parecen comportarse como las ondas de choque que los astrónomos creían estar observando desde hacía décadas. El estudio fue publicado en Nature y está liderado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), Caltech y otras instituciones.
Había 116 imágenes. Kine encontró la película que estaba escondida entre ellas
3C 345 es un blázar situado en la constelación de Hércules. En su centro hay un agujero negro supermasivo que alimenta un estrecho chorro de plasma relativista orientado casi directamente hacia nosotros: el estudio sitúa su inclinación entre apenas 3 y 6,8 grados respecto a nuestra línea de visión.
El problema era que cada observación funcionaba como un fotograma aislado. Para solucionarlo, los investigadores desarrollaron Kine, un método basado en campos neuronales que procesa simultáneamente la información espacial y temporal de todas las observaciones.
El salto es considerable. La reconstrucción consiguió una resolución aproximada de 113 microsegundos de arco, cuatro veces superior a la nominal, y un rango dinámico unas 140 veces mayor que el de los métodos tradicionales. Eso permite distinguir estructuras débiles junto a zonas muchísimo más brillantes y, sobre todo, seguir el movimiento del plasma entre una observación y la siguiente.
Aparece plasma viajando a 13 veces la velocidad de la luz. La geometría tiene la culpa
Al reconstruir el movimiento aparecen velocidades aparentes extraordinarias, que en algunas estructuras alcanzan valores del orden de 9 a 13 veces la velocidad de la luz. No significa que el plasma haya roto el límite cósmico.
El fenómeno se conoce como movimiento superlumínico aparente. Como el chorro viaja realmente a velocidades extremadamente próximas a la de la luz y además apunta casi directamente hacia la Tierra, cada nueva señal que emite comienza su viaje desde una posición ligeramente más cercana a nosotros.
Visto desde aquí, el tiempo transcurrido entre dos posiciones parece comprimirse. Al comparar cuánto parece haberse desplazado con el tiempo que separa ambas señales, el resultado puede superar aparentemente a la velocidad de la luz aunque ninguna partícula lo haya hecho realmente.
Los chorros relativistas pueden superar el 98% de la velocidad de la luz, y este tipo de efecto es conocido desde hace décadas. Lo novedoso aquí es la precisión con la que ahora puede medirse el flujo completo del plasma y no únicamente algunas manchas identificables dentro de él.
El verdadero misterio está en las manchas que creíamos entender
Durante años, muchas de las estructuras brillantes que aparecen desplazándose por estos chorros se interpretaron como ondas de choque. La explicación parecía razonable: una región de plasma más rápida alcanza material más lento, lo comprime y provoca un aumento de energía y luminosidad. Pero la película de 3C 345 ha complicado esa idea.
Kine permitió comparar la velocidad de esas manchas con la del plasma que las rodea y encontró que ambas son muy similares. Además, las zonas más polarizadas tampoco coinciden con las estructuras luminosas como cabría esperar si fueran el resultado de fuertes choques.
Los investigadores plantean entonces otra posibilidad: que esas manchas sean regiones donde se produce un aumento local de la presión magnética, suficiente para intensificar la emisión sin necesidad de que exista una violenta onda de choque. Y probablemente ahí esté el resultado más importante. Kine nació pensando en reconstruir películas de agujeros negros observados por el Event Horizon Telescope, pero su aplicación a 3C 345 demuestra otra posibilidad: volver sobre décadas enteras de observaciones y encontrar fenómenos que estaban escondidos entre una imagen y la siguiente.
El agujero negro no está lanzando plasma trece veces más rápido que la luz. Lo que sí podría haber ocurrido es que llevemos décadas viendo cómo funcionan sus chorros mientras interpretábamos mal algunas de las pistas más brillantes.
