Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) participan en un trabajo publicado en Nature Astronomy, en el que han medido el retraso producido entre los rayos X y la luz visible de un jet expulsado por un agujero negro. Las observaciones, realizadas desde el Observatorio del Roque de los Muchachos y con un satélite de la NASA, ayudan a esclarecer la naturaleza de su formación.

Según explica el IAC, se supone que nada puede escapar de un agujero negro y, sin embargo, mientras crecen al "absorber" material de una estrella cercana, salen expulsados de sus proximidades jets o chorros de energía súper energéticos. Es un misterio cómo se forman estos chorros, pero se sabe que son una sopa caliente de plasma que alcanza velocidades relativistas, es decir, próximas a la de la luz. En ese proceso, el plasma se va calentando y comienza a brillar, dando lugar a dos columnas luminosas a lo largo del eje de rotación del agujero negro.

El trabajo da a conocer nuevas pistas de esta incógnita al observar uno de los agujeros negros más famosos de la Vía Láctea -V404 Cygni- mientras sufría uno de esas fases de crecimiento en junio de 2015. Para ello utilizaron dos instrumentos: Ultracam, una cámara de alta velocidad instalada en el Telescopio William Herschel (WHT), del Grupo de Telescopios ING, ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma); y NuSTAR, un telescopio espacial de la NASA orbitando la Tierra. Combinando ambas observaciones hallaron un retraso de 100 milisegundos (0,1 segundos) entre los rayos X y los destellos de luz visible.

V404 Cygni es un agujero negro que pesa aproximadamente nueves veces el Sol, orbitado por una estrella compañera que le suministra material para alimentarse. Durante la acreción -la "absorción" de materia- el gas que cae hacia el interior del agujero negro en forma de espiral emite rayos X, detectados por NuSTAR, y los flashes ópticos emergen del plasma que fluye en los jets.

"El retardo entre ambos tipos de luz nos informa del tamaño del jet interior donde el plasma se acelera", explica Poshak Gandhi, primer autor del estudio e investigador de la Universidad de Southampton (Reino Unido). "La naturaleza de los destellos ópticos se ha cuestionado durante mucho tiempo, pero V404 Cygni ha mostrado la presencia de destellos retrasados mientras los jets se hacían más energético", dice.

Más allá de esa región, los chorros son muy brillantes, debido posiblemente a la colisión interna de regiones del plasma que se mueven a gran velocidad. "Analizar estas zonas interiores en los jets nos permite restringir las teorías sobre la aceleración extrema de partículas en la naturaleza", apunta Gandhi. "Para explicar la emisión de chorros se han propuesto los fuertes campos magnéticos, pero aún quedan muchas incertidumbres al unir la teoría con las observaciones, que ayudarán sin duda en este sentido".

Para hacer las medidas se han necesitado varios telescopios que trabajan conjuntamente en todo el espectro electromagnético. "Es una tarea difícil de realizar con telescopios desde la Tierra. Solo hay un puñado de observaciones como estas que puedan estudiar el comportamiento de agujeros negros", concluye Jorge Casares, del IAC.