Una peonza en una mesa, al girar, se tambalea: el eje de rotación está inclinado y el movimiento se vuelve irregular. Algo similar ocurre con los agujeros negros alrededor de los cuales gira un disco de gas y polvo. Si los ejes de rotación del agujero negro y del disco no coinciden, todo el sistema comienza a vibrar, generando ondulaciones en el espacio-tiempo: las ondas gravitacionales.
En un nuevo estudio, los científicos calcularon por primera vez en supercomputadoras estos sistemas inclinados, teniendo en cuenta tanto el magnetismo como la gravedad propia del disco. El disco era masivo: hasta el 28% de la masa del agujero negro, y el propio agujero giraba casi a su velocidad máxima. Los campos magnéticos que atraviesan el disco actúan como un amortiguador o un acelerador según la dirección de rotación. Cuando el disco gira en el mismo sentido que el agujero, los campos atenúan la inestabilidad. Cuando giran en sentidos opuestos, por el contrario, la avivan, y las ondas gravitacionales se vuelven notablemente más intensas.
En todos los modelos, de los polos del agujero negro emergían estrechos chorros de plasma —los jets— acelerados por los campos magnéticos. Su dirección y forma dependían de la inclinación del eje de rotación. Estos sistemas son candidatos a ser fuentes de dos señales a la vez: ondas gravitacionales y radiación electromagnética de los jets. Esto los convierte en objetivos ideales para la astronomía multimensajero, cuando un mismo evento se observa simultáneamente con diferentes instrumentos.
La colisión de dos de estas “peonzas” —un agujero negro con un disco inclinado— deja una huella característica en las ondas gravitacionales: asimétrica, con un modo dominante. Los detectores de próxima generación podrán captar esta peculiaridad y distinguir los sistemas inclinados de los que están perfectamente alineados.
Los campos magnéticos en el disco alrededor de un agujero negro pueden ser miles de millones de veces más intensos que los de un imán de nevera; literalmente, la rotación del disco los retuerce.
En la película Interestelar, el agujero negro Gargantúa está rodeado por un disco de acreción brillante, pero su eje coincide con el eje de rotación del agujero; un disco inclinado se vería completamente diferente y generaría ondas gravitacionales notables.