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El sistema SS 433 revela mecanismos de aceleración de partículas que transforman agujeros negros estelares en potentes motores de energía galáctica.
Un equipo internacional de investigadores logró medir, por primera vez, la potencia instantánea de chorros de agujero negro emitidos por el sistema binario SS 433, ubicado en la Vía Láctea.
Los datos revelan que estos flujos de partículas alcanzan una energía combinada equivalente a 10.000 veces la luminosidad del Sol. Este descubrimiento redefine la comprensión sobre la fuerza de los chorros relativistas y cómo interactúan con el entorno galáctico a su alrededor.
El fenómeno ocurre en el sistema SS 433, donde un agujero negro de masa estelar consume materia de una estrella compañera supergigante. Debido a la inmensa presión, parte de este material no es absorbido y acaba expulsado en dos haces opuestos que viajan a cerca del 26% de la velocidad de la luz. La medición inédita de la potencia instantánea de chorros de agujero negro fue posible gracias a la detección de rayos gamma de altísima energía por el observatorio HAWC, en México.
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La dinámica de los chorros danzantes y la emisión de rayos gamma
Los chorros del sistema SS 433 no son estáticos y presentan un movimiento de precesión que los hace «bailar» en el espacio, creando patrones complejos en forma de sacacorchos.
A medida que estos haces colisionan con el gas interestelar circundante, generan ondas de choque que aceleran partículas a niveles energéticos extremos. Es en este punto de impacto donde la potencia instantánea de chorros de agujero negro se manifiesta a través de la emisión de fotones de rayos gamma.
Las observaciones detalladas muestran que las partículas son aceleradas de forma más eficiente en los lóbulos terminales de los chorros, situados a decenas de años luz del agujero negro central. El observatorio HAWC detectó fotones con energías superiores a 25 teraelectronvolts, indicando un proceso de aceleración continuo y extremadamente vigoroso.
Este mecanismo de transferencia de energía es lo que sostiene el brillo intenso observado en los bordes de la nebulosa que envuelve el sistema.
Impacto de la potencia instantánea de chorros de agujero negro en el medio galáctico
La energía liberada por estos chorros es tan vasta que actúan como motores capaces de moldear la estructura de la galaxia a su alrededor. Al transferir la potencia instantánea de chorros de agujero negro a las nubes de gas vecinas, el sistema SS 433 crea cavidades y altera la densidad del medio interestelar.
Este proceso demuestra que incluso los agujeros negros de masa estelar pueden tener influencias comparables, en escala reducida, a las de núcleos galácticos activos.
La cuantificación exacta de esta energía permite a los científicos probar modelos físicos sobre la magnetohidrodinámica de discos de acreción. Los investigadores confirmaron que la eficiencia de la conversión de materia en energía cinética y radiación en estos chorros es significativamente mayor de lo que se preveía anteriormente. Tales datos son cruciales para entender cómo la energía fluye de objetos compactos a escalas macroscópicas en el universo.
Desafíos técnicos y la importancia del observatorio HAWC
La captación de estas señales requirió años de monitoreo continuo a través de tanques de agua ultra-pura que detectan la radiación Cherenkov. El observatorio HAWC, situado a 4.100 metros de altitud, fue fundamental para aislar la radiación proveniente específicamente de los chorros del sistema SS 433. Sin esta sensibilidad extrema, sería imposible distinguir la potencia instantánea de chorros de agujero negro del ruido de fondo de la radiación cósmica.
El estudio concluye que la energía medida en los chorros es lo suficientemente estable como para ser considerada una característica intrínseca del motor central del sistema. Esta estabilidad permite que el SS 433 sea utilizado como un laboratorio natural para el estudio de astrofísica de altas energías.
El mapeo de estos flujos energéticos abre camino para el descubrimiento de otros sistemas similares que pueden estar influyendo silenciosamente en la evolución de la Vía Láctea.
Con información Interesting Engineering
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