Las ondas magnéticas en rápido movimiento que emanan de un lejano agujero negro supermasivo ondulan como un látigo cuya empuñadura está siendo sacudido por una mano gigante, según un nuevo estudio que involucró a científicos de Caltech que utilizaron los datos del Very Long Baseline Array (VLBA) del Observatorio Nacional de Radioastronomía para explorar en alta resolución el sistema de galaxia y agujero negro conocido como BL Lacertae (BL Lac)
Los hallazgos del equipo, que se detallan en la revista Astrophysical Journal, marcan la primera vez que se han identificado la llamadas ondas de Alfvén en un sistema de agujero negro.
Las ondas Alfvén se generan cuando las líneas de campo magnético, como las que vienen del Sol o el disco alrededor de un agujero negro, interactuan con partículas cargadas o iones, y se tuercen, y en el caso de BL Lacertae y a veces en el Sol, resultan enrolladas en forma de hélice. En el caso de BL Lacertae, los iones están en forma de chorros de partículas que surgen desde lados opuestos del agujero negro a cerca de la velocidad de luz.
Dibujo de una onda S Alfvén viajando sobre un chorro astrofísico. El chorro es un flujo cónico de plasma lanzado por un agujero negro, con un campo magnético helicoidal (espiral amarilla) que impregna el plasma. La onda se desplaza a lo largo del chorro, en la dirección del flujo de plasma, pero a una velocidad determinada tanto por las propiedades magnéticas del chorro como por la velocidad del flujo de plasma. El chorro de BL Lacertae tiene varios años luz de longitud, y la velocidad real de la onda es de alrededor del 98% de la velocidad de la luz.
«Imagínese que hay una manguera de agua ubicada dentro de una serpentina que ha sido tensamente estirada», dice el primer autor Marshall Cohen, profesor emérito de astronomía en el Caltech. «Una perturbación lateral en un extremo de la serpentina creará una onda que viaja hacia el otro extremo, y si la serpentina se balancea hacia adelante y atrás, la manguera que atraviesa su centro no tiene más remedio que moverse con ella.»
Algo similar está ocurriendo en BL Lacertae, dice Cohen. Las ondas de Alfvén son análogas a las que se propagan a los movimientos transversales de la serpentina, y como las ondas se propagan a lo largo de las líneas de campo magnético, pueden causar que las líneas de campo —y los chorros de partículas abarcados por las líneas de campo— se muevan también.
Es común que los chorros de partículas del agujero negro se curven, y algunos, incluso, van y vienen. Pero esos movimientos normalmente tienen lugar en escalas de tiempo de miles o millones de años. «Lo que vemos está sucediendo en una escala de tiempo de una semana», dice Cohen. «Estamos tomando fotografías una vez al mes, y la posición de las ondas es diferente cada mes.»
Curiosamente, desde la posición de los astrónomos en la Tierra, las ondas de Alfvén emanan de BL Lacertae parecen estar viajando alrededor de cinco veces más rápido que la velocidad de la luz. «Sólo Las olas parecen ser superlumínicas, o que se moviesen más rápido que la luz», dice Cohen. «La alta velocidad es una ilusión óptica que resulta del hecho de que las ondas viajan cerca, pero por debajo de la velocidad de la luz, y están pasando justo a un lado de nuestra línea de visión.»
El co-autor David Meier, un visitante asociado en astronomía y ahora astrofísico retirado del JPL, añadió: «Al analizar estas ondas podemos determinar las propiedades internas del chorro, y esto nos ayudará en última instancia a entender cómo agujeros negros producen sus chorros».
Otros autores del artículo «Studies of the Jet in BL Lacertae II Superluminal Alfve´n Waves» son Talvikki Hovatta, un ex investigador postdoctoral de Caltech; así como científicos de la Universidad de Colonia y el Instituto Max Planck de Radioastronomía en Alemania; el Instituto Isaac Newton de Chile; Universidad Aalto en Finlandia; el Centro Espacial de Astro Instituto de Física Lebedev, el Observatorio Pulkovo, y el Observatorio Astrofísico de Crimea en Rusia. Universidad de Purdue, la Universidad de Denison, y el Laboratorio de Propulsión Jet, quienes también participaron en el estudio.
Fuente: Caltech. Aportado por Eduardo J. Carletti
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