El dinamo de bicicleta en el espacio: cómo nacen los chorros de los colapsares ⚡ экспресс
Se ha realizado la primera simulación tridimensional de un colapsar con un campo magnético inicialmente toroidal. A medida que el disco gira alrededor del agujero negro, este campo se intensifica y desencadena un efecto dinamo, generando grandes bucles magnéticos verticales. Estos penetran el agujero negro y forman jets relativistas variables y oscilantes con una potencia superior a 10^50 erg/s, similar a la de los estallidos largos de rayos gamma. Curiosamente, el dinamo estocástico provoca inversiones del flujo magnético, creando jets "rayados" cuyas huellas pueden manifestarse en las curvas de luz. Esto demuestra que los discos de acreción son capaces por sí mismos de generar jets en una amplia variedad de progenitores.
Una estrella masiva colapsa y nace un agujero negro, rodeado por un disco de plasma incandescente. Para que de este disco emerjan estrechos chorros —jets—, se necesita un campo magnético ordenado. Pero en el interior de la estrella está enredado. Los cálculos en un superordenador mostraron: el disco funciona como el dinamo de una bicicleta —la rotación misma pone orden en el campo magnético.
Al principio, el campo se enrolla en anillos y luego, como un dinamo autoexcitado, genera enormes bucles magnéticos. Estos son arrastrados hacia el agujero y lanzan chorros oscilantes casi a la velocidad de la luz. Este mecanismo no necesita un campo heredado de una protoestrella de neutrones: es universal para distintos colapsares, uno de los tipos de supernovas.
Un resultado inesperado: los chorros resultaron ser rayados —el campo magnético en su interior se invierte periódicamente. Estas rayas quedarán impresas en la curva de luz del estallido de rayos gamma, siendo la «firma» del dinamo. Así, un modesto efecto resultó ser la receta simple de las explosiones más potentes del Universo. Ya Kip Thorne reflexionaba sobre cómo los agujeros negros lanzan chorros, y Fritz Zwicky fue el primero en sugerir que las estrellas de neutrones nacen en explosiones de supernovas; ahora un nuevo trabajo une estos fenómenos.
🎯 El campo magnético terrestre también se genera por un efecto dinamo en el núcleo líquido, pero allí funciona durante miles de millones de años, mientras que en un colapsar todo el proceso ocurre en segundos.
🎬 Si los escritores de ciencia ficción imaginan naves estelares con motores milagrosos, la naturaleza ya ha construido sus propios aceleradores: los chorros de los colapsares, que expulsan materia casi a la velocidad de la luz.