Una regla para el disco invisible ✛

Original: "Accretion Disk Sizes and Temperature Profiles in Lensed Quasars: NIR Microlensing Challenges Thin Disk Theory"
· V. Motta, E. Mediavilla
arXiv:2608.26039v1 · 2026-08-26 · CC BY 4.0 · 3 min
Astrónomos han medido el disco luminoso alrededor de un agujero negro lejano y han descubierto que es tres veces más grande de lo que predice la teoría.

La regla para medir el disco invisible no se aplica directamente sobre él, sino a través de todo el universo. La luz de un cuásar lejano, gas incandescente que gira alrededor de un agujero negro supermasivo, atraviesa en su camino hacia nosotros una galaxia que actúa como lente. La gravedad de las estrellas de esa galaxia curva los rayos como un vidrio irregular, y en las imágenes el cuásar aparece duplicado, mientras su brillo tiembla ligeramente. Con ese temblor, los astrónomos reconstruyen el tamaño de la fuente, que de otro modo sería invisible incluso para el telescopio más potente: el disco del cuásar ocupa en el cielo un ángulo menor de una millonésima de segundo de arco.

Esta técnica, el microlenteo gravitatorio, no es nueva. Pero antes solo se habían medido las regiones más internas y calientes del disco, hasta cinco días luz del agujero negro. Más allá, la señal se perdía en el ruido. Un grupo de astrónomos dirigido por Motty y Mediavilla ha utilizado datos del telescopio espacial Hubble de siete cuásares con lente, 21 pares de imágenes, y por primera vez ha llegado hasta los 14 días luz. La clave han sido las líneas de emisión estrechas en los espectros, como la línea del oxígeno en 5007 ángstroms. Estas líneas nacen lejos del disco, en nubes de gas lentas, y el microlenteo apenas las afecta. Comparando cómo se amplifica el brillo continuo del disco y cómo lo hacen estas líneas estables, se puede calcular el tamaño del propio disco.

Un día luz es la distancia que recorre la luz en un día, unos 26 mil millones de kilómetros. Un disco de 13 días luz de radio se extendería desde el Sol mucho más allá de la órbita de Neptuno.

El resultado ha dejado perplejos a los investigadores. El disco resultó ser tres veces más grande de lo que predice el modelo estándar de disco delgado, ese en el que el gas gira como el agua en un remolino y pierde calor gradualmente por fricción. Además, la relación entre el tamaño y la longitud de onda no sigue lo esperado: en lugar del crecimiento pronunciado que se esperaría de un calentamiento simple, el disco se expande más lentamente. El valor teórico del exponente, 4/3, se descarta con una confianza del 98%, mientras que el medido es 0.68. Esto significa que la temperatura cae con la distancia menos rápido de lo que se creía.

Antes, la discrepancia se atribuía a las regiones internas, donde azotan vientos y radiación. Ahora está claro que la anomalía se extiende el doble de lejos, y es difícil explicarla con efectos locales.

Si la regla muestra un tamaño diferente, hay que revisar el diseño. El modelo de disco delgado, que ha servido fielmente durante medio siglo, no describe las partes externas. Quizás el disco es más grueso de lo que pensábamos, o en él actúan campos magnéticos que el modelo estándar ignora. Para los astrónomos, esto no es solo un ajuste de fórmula: el tamaño del disco se usa para pesar agujeros negros, así que nuestras estimaciones de las masas de los objetos más pesados del universo podrían cambiar. El telescopio James Webb, con su visión infrarroja, permitirá medir regiones aún más lejanas de los discos y, quizás, comprender por fin cómo cae la materia en el abismo.

Un disco de 13 días luz de tamaño significa que la luz de su lado más lejano tarda 13 días más en llegar a nosotros que la del lado más cercano. Si ese disco se colocara en el sistema solar, su borde quedaría mucho más allá de la órbita de Neptuno.

r_s(\lambda) \propto \lambda^p
El radio característico del disco crece con la longitud de onda de la radiación como una función potencial con exponente p.
T(r) \propto r^{-1/p}
La temperatura del disco cae con el radio según una ley potencial, cuyo exponente es el inverso de p.
Científicos
Fritz ZwickyMargaret BurbidgeMaarten SchmidtRoger PenroseBohdan Paczyński
Conceptos
microcuásar líneas de emisión anchas brecha de masa de agujero negro