El campo magnético de un agujero negro...

V404 Cygni: el campo magnético inesperado desafía todo lo que sabemos sobre los agujeros negros Dos imanes se repelen. Crédito de la imagen: PETER KIUPER / WIKIMEDIA COMMONS Por Katherine Hignett, para Newsweek Diciembre 7 de 2017 Los astrónomos están desconcertados por un extraño chorro de partículas que se disparan desde un agujero negro. Las observaciones de la llamarada inusual contradicen los modelos actuales de agujeros negros y sus potentes campos magnéticos, lo que puede poner en peligro todo lo que sabemos sobre estas misteriosas regiones del espacio. Publicado hoy en Science, los datos del sistema de agujero negro V404 Cygni sugieren que los campos magnéticos son mucho más débiles de lo que los físicos creían. Para explicar esta investigación, las teorías del agujero negro deberán ser reescritas, sugieren los científicos. "Desde brújulas simples hasta teléfonos celulares en nuestro bolsillo --incluso los satélites que operan alrededor de la Tierra-- comprender el campo magnético es esencial", dijo a Newsweek Yigit Dallilar, autor principal de la Universidad de Florida. Los grupos de partículas crean campos cargados de fuerzas positivas y negativas. Como probablemente sepa por los imanes en su refrigerador, estas fuerzas pueden unir objetos o separarlos. En una escala más grande, los campos magnéticos causan eventos extraños y misteriosos alrededor del universo. Impresionantes auroras iluminan a Urano todos los días cuando se voltea su campo magnético. Si el campo de la Tierra se invirtiera, el norte y el sur magnéticos se volverían descontrolados. Modelos de supercomputación del campo magnético de la Tierra. Crédito de la imagen: NASA Los campos magnéticos ejercen una enorme potencia para los agujeros negros también, pero los científicos tienen una comprensión pobre de su papel. Dallilar y su equipo mapearon el campo magnético del V404 Cygni usando observaciones del evento de estallido. A medida que se enfriaba su chorro, calcularon un modelo preciso de la fuerza del campo que rodea el agujero negro. Sus datos revelaron un campo magnético mucho más débil de lo que predicen las teorías actuales. Coronas, chorros y discos de acreción La materia de una estrella en órbita cae en el agujero negro GX 339-4. Crédito de la imagen: L CALÇADA / ESO / NASA El agujero negro del V404 Cygni se encuentra aproximadamente a 8,000 años luz de la Tierra. El sistema actualmente está absorbiendo materia de una estrella vecina. Si bien los agujeros negros en sí mismos son completamente oscuros, la materia visible se puede acumular a su alrededor, produciendo una de las luces más brillantes del universo. Estos anillos brillantes de materia giratoria se llaman "discos de acreción". Avi Loeb, presidente del Instituto de Astronomía de la Universidad de Harvard y director de la Iniciativa Black Hole, quien no participó en el estudio, dijo a Newsweek que la materia cae en un agujero negro de este disco se comporta como el agua que cae por el fregadero de una bañera. La fricción de los campos magnéticos turbulentos se teoriza fuerzan a la materia fuera de rotación y en el medio del agujero negro, explicó. En este punto de "singularidad", todo se aplasta en un punto infinitamente pequeño. La neblina púrpura representa un chorro que se dispara desde la corona de un agujero negro en esta ilustración. Crédito de la imagen: PL-CALTECH / NASA Los campos magnéticos son teorizados para gobernar algo llamado la "corona" de un agujero negro, donde las partículas altamente energéticas se arremolinan en el gas caliente sobre el disco de acreción. Cuando los campos magnéticos cambian la corona, la nube de partículas puede crear un chorro de materia que se mueve casi a la velocidad de la luz, como se muestra en la imagen de arriba. El campo magnético actúa como un tirachinas, "dando lugar a un poderoso viento o un chorro, a menudo moviéndose cerca de la velocidad de la luz", dijo Loeb. "No sabemos cómo se forma o se repone la corona o qué la calienta. Necesitamos mejores simulaciones numéricas de estas corona ". Los modelos necesitan re-pensados Los nuevos resultados de V404 Cygni cuestionan los modelos actuales de emisiones de chorro, discos de acreción y coronas en cuestión. "Estos modelos generalmente hablan de campos magnéticos mucho más grandes en la base del chorro, que muchos suponen que son equivalentes a la corona", explicó Dallilar. "Nuestros resultados indican que estos modelos podrían simplificarse demasiado. Específicamente, puede que no haya un solo valor de campo magnético para cada agujero negro ". Origen del campo magnético La galaxia espiral M106 gira alrededor de un agujero negro supermasivo en esta imagen compuesta. Crédito de la imagen: ROBERT GENDLER / HUBBLE HERITAGE Los propios agujeros negros no pueden crear campos magnéticos como el observado en esta investigación. "Los agujeros negros solos poseen una carga electromagnética insignificante y no tienen polos magnéticos", dijo Dallilar. "El campo magnético requerido se acumula desde el entorno a través del material de acreción o simplemente se genera dentro del flujo de acreción". En otras palabras, los campos magnéticos se rigen por el entorno alrededor de un agujero negro. Los científicos realmente no entienden exactamente cómo estos campos llegan a existir, lo que solo se suma al misterio que rodea las erupciones de los jets. "Los agujeros negros son laboratorios de prueba importantes para estudiar la relatividad general, la física de la acreción, la formación de chorros y otros microprocesos", dijo Dallilar. "La incertidumbre en el campo magnético es uno de los muchos desafíos para entender cómo funcionan estos sistemas". "Estos datos pueden servir como base para una simulación teórica detallada de las condiciones en las inmediaciones de este agujero negro", dijo Loeb. "Al estudiar sistemas como el V404 Cygni, adquirimos una mejor comprensión del comportamiento de la materia en estas condiciones extremas". With a little help from Google Translate for Business