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El agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia brilla de forma inestable, y la polarización de su radiación varía más que su brillo total.
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En el centro de la Vía Láctea se encuentra el agujero negro supermasivo Sagitario A*. Es cuatro millones de veces más pesado que el Sol, pero, según los estándares cósmicos, se comporta con calma: solo estalla de vez en cuando cuando engulle una porción de gas. Los astrónomos lo observaron con el radiotelescopio ALMA, una cadena de antenas en lo alto del desierto chileno de Atacama.
Resulta que el brillo total del agujero varía poco, menos del 10%. En cambio, la dirección de oscilación de la luz, su polarización, salta mucho más: alrededor del 30% para la polarización lineal y del 50% para la circular. Es como si una fogata ardiera de manera uniforme, pero las llamas bailaran en direcciones distintas. La polarización se mantuvo estable durante el día, pero el brillo no. Parece que la luz polarizada nace en un cúmulo compacto, mientras que la luz ordinaria proviene de una región más extensa.
El 24 de abril de 2018, el telescopio de rayos X Chandra captó un estallido de Sagitario A*. En ese mismo momento, el pico de luz polarizada en ondas milimétricas llegó sin el retraso habitual. Normalmente, primero estalla el rayos X y la radio responde después, como el trueno después del relámpago. Aquí todo ocurrió a la vez.
Esta sincronía rompe el esquema habitual en el que los electrones primero se aceleran y luego se enfrían, emitiendo en diferentes longitudes de onda por turnos. En lugar de eso, la energía parece inyectarse de forma continua en la región enrarecida. Es una pista importante para entender cómo se comporta la materia en el borde mismo del agujero negro.
Sagittarius A* (Srg A*), the supermassive black hole at the center of the Milky Way, provides a unique laboratory to study accretion dynamics and plasma processes near the event horizon. We investigated the variability and polarization properties of Srg A* using ALMA observations during the 2018 Event Horizon Telescope campaign. We analyzed high-cadence full-polarization light curves from ALMA at millimeter wavelengths, performed time-series analysis, and investigated the temporal behavior during an X-ray flare observed by Chandra on 2018 April 24. The variability characteristics are compared with expectations from standard accretion flow models. We find low variability in total intensity ($$\sigma/\mu < 10\%$$), but significantly higher variability in linear and circular polarization (~ 30% and ~ 50%, respectively). A time-series analysis reveals red-noise variability, with power spectral densities between -2 and -3 across all Stokes parameters. Polarized intensity shows stable intra-day timescales, while total intensity exhibits more variable timescales, suggesting distinct emission regions, with polarization likely arising from a coherent structure. On April 24, a statistically significant inter-band delay in polarized intensity coincides with a near-simultaneous X-ray and millimeter peak that deviates from the typical delayed flare scenario. This event also features enhanced millimeter variability and coherent polarization loop evolution. The observed simultaneity challenges standard models of transient synchrotron emission with cooling delays, favoring instead a scenario of continuous energy injection in an optically thin region. Our results offer new constraints on the physical mechanisms driving variability in Srg A*, and provide key observational input for refining theoretical models of accretion and plasma behavior in the vicinity of supermassive black holes.
Sagitario A* está a 26 mil años luz de nosotros: la luz que vemos hoy comenzó su viaje cuando aún había neandertales en la Tierra.
En la película 'Interstellar', el agujero negro Gargantúa se muestra con un disco de acreción brillante, y ese brillo y su polarización son precisamente lo que se estudia en Sagitario A*.
