Acelerador cósmico: cómo un agujero negro acelera partículas exprés

Original: "Shock acceleration in vortex driven magnetic fields of black holes"
· Zaza N. Osmanov
arXiv:2607.20209 · 2026-07-22 · CC BY 4.0 · 1 min
En los vórtices magnéticos de los agujeros negros supermasivos, los protones se aceleran hasta energías cientos de veces superiores a las que pueden alcanzar los aceleradores terrestres.

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En el centro de una galaxia lejana, donde gira un agujero negro supermasivo con una masa de cien millones de soles, el espacio está atravesado por campos magnéticos. Están enrollados en torbellinos apretados, como un embudo en una concha, solo que en lugar de agua hay plasma acelerado a velocidades cercanas a la de la luz. Es aquí, en las ondas de choque, donde nacen partículas con energías inaccesibles para cualquier acelerador terrestre.

El mecanismo responsable de esto se llama aceleración de Fermi de primer orden. La partícula, como una pelota entre dos raquetas que se acercan, rebota repetidamente en las inhomogeneidades magnéticas en movimiento y gana energía. Pero también hay frenos: la radiación de sincrotrón (cuando la partícula gira alrededor de una línea magnética y pierde energía en forma de luz) y la dispersión Compton inversa (colisión con fotones que le roban velocidad).

Los protones en estas condiciones se aceleran hasta varios cientos de petaelectronvoltios, decenas de veces más que el haz más potente del Gran Colisionador de Hadrones.

A los electrones les ha tocado peor: son más ligeros y pierden energía más rápido, por lo que su techo es de unos 120 gigaelectronvoltios. Estas cifras se obtienen para un agujero negro típico de cien millones de masas solares. Así construye la naturaleza su propio acelerador, y apenas empezamos a entender sus planos.

Una energía de varios cientos de petaelectronvoltios es comparable a la energía de un mosquito en vuelo, pero concentrada en una sola partícula subatómica: el protón.

En la novela «Contacto» de Carl Sagan, la señal extraterrestre llega precisamente desde las cercanías de un agujero negro supermasivo; quizás allí se escondan los aceleradores naturales.

Científicos
Enrico FermiRoger PenroseStephen HawkingJacob BekensteinFritz ZwickyKarl Schwarzschild
Conceptos
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