El baile de los engranajes: por qué algunos agujeros negros soplan vientos y otros disparan chorros ✛

El viento más rápido del Universo viaja a 0,58 veces la velocidad de la luz. Cubre la distancia de la Tierra a la Luna en dos segundos. Este viento no es un chorro, sino un amplio flujo de gas que irrumpe desde el centro de la galaxia. No todos los agujeros negros funcionan igual: unos generan estos huracanes, otros, finos rayos de plasma. La respuesta recuerda al engranaje de ruedas dentadas.

Los astrónomos recopilaron datos de 62 núcleos activos: cuásares de radioastronomía (radiointensos), cuásares de radioastronomía (radiosilenciosos) y galaxias Seyfert. Mediante espectroscopía de alta resolución midieron las velocidades de salida del gas y las masas de los agujeros negros. El resultado sorprendió. Contra lo esperado, no se encontró relación entre masa y velocidad. En cambio, apareció otra regularidad: los vientos más rápidos — hasta 0,58 c — soplan exclusivamente en sistemas radiosilenciosos, desprovistos de chorros. En los radiointensos los vientos son más moderados, y a veces ambos coexisten.

Todo depende de la dirección de giro. Dos engranajes. Uno es el propio agujero negro, girando como una peonza, descrito por Roy Kerr. El segundo es el disco de acreción de gas. Si giran en el mismo sentido, el disco se acerca casi al horizonte — a solo 1,24 radios gravitacionales. La energía gravitacional se libera con una eficiencia de hasta el 30% (¡casi un tercio de la masa!) y acelera un potente viento radiativo. El chorro en tales condiciones se suprime. Si el disco gira en sentido contrario, no hay engrane. El disco se detiene lejos — alrededor de 9 radios gravitacionales. La eficiencia cae al 5–6%, los vientos se debilitan, y alcanza la reconexión magnética para lanzar un rayo estrecho.

Este modelo también explica las rarezas de las galaxias elípticas, productos de fusiones de galaxias. Allí a veces se encuentran cuásares con vientos y chorros simultáneos. Probablemente son galaxias que experimentaron un breve episodio de rotación opuesta. El campo magnético alcanzó a enroscarse en un chorro, pero luego el disco cambió de sentido y el viento se volvió dominante.

Ese viento supersónico que llegaría a la Luna en dos segundos nació de la coincidencia perfecta de direcciones. El agujero negro y su disco giran como dos engranajes acoplados — y escupen gas como si un ventilador gigante se hubiera desprendido de su eje.