El pulso de un agujero negro: cómo tiembla el brillo junto al horizonte ✎

Original: "Probing the details of relativistic electrons with multifrequency observations of M87 black hole"
arXiv:2609.11609v1 · 2026-09-10 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 2 min
Los científicos calcularon cómo cambia el brillo de un agujero negro en distintas frecuencias y encontraron una forma de distinguir los electrones calientes de los fríos.

El agujero negro del centro de la galaxia de Virgo tiene pulso. No es un sonido, sino un temblor del brillo: la luz se intensifica y se debilita, y lo hace de manera distinta en cada frecuencia de ondas de radio. Los astrónomos llaman a esa diferencia índice espectral. Si en una frecuencia alta la luz es mucho más brillante que en una baja, el índice es grande. Si es casi igual, el índice es pequeño.

Los científicos hicieron un modelo por computadora de este agujero negro. Lo ejecutaron cinco veces con distintas velocidades de rotación y, para cada variante, generaron 500 imágenes. Después calcularon cómo se vería cada imagen en seis frecuencias. El resultado fueron 240 000 imágenes. En cada una midieron el índice espectral y observaron cómo tiembla de una imagen a otra.

El índice espectral es como la inclinación de un tejado. Tejado empinado: el brillo cae rápido con la frecuencia. Tejado suave: la luz casi no cambia.

Resultó que el temblor depende de la temperatura de los electrones, las partículas que giran alrededor del agujero y emiten luz. Si los electrones están fríos, el índice salta mucho: el tejado se pone casi vertical y luego se tumba. Si están calientes, el temblor es más débil. Y si los electrones tienen una «cola» de partículas muy rápidas, el temblor casi se detiene. Esa cola mantiene la inclinación del tejado, como un tensor mantiene en pie un mástil.

Las observaciones reales de 2018 ya descartaron varios modelos. Por ejemplo, un agujero que gira rápido con electrones fríos no encajó: su imagen resultó demasiado pequeña. En 2026, el Telescopio del Horizonte de Sucesos grabará la primera «película» del agujero negro en varias frecuencias. Según cuánto tiemble el índice espectral, se podrá entender cómo son en realidad los electrones de allí: fríos, calientes o con una cola rápida. Así, el pulso del agujero negro hablará de su corazón.

El anillo de fotones de M87* tiene un índice espectral cercano a cero, mientras que las regiones externas pueden alcanzar -3, lo que implica un cambio brusco en las propiedades de la radiación en una escala de apenas unos pocos radios gravitacionales.

\alpha_{I,\nu_1-\nu_2} = \frac{\ln(F_{\nu_1}/F_{\nu_2})}{\ln(\nu_1/\nu_2)}
Indicador de la pendiente del espectro, calculado a partir de la relación de flujos en dos frecuencias
R(\beta) = R_{\text{high}}\frac{\beta^2}{1+\beta^2} + R_{\text{low}}\frac{1}{1+\beta^2}
Parametrización de la dependencia de la relación de temperaturas con el parámetro de plasma beta
\nu_{\text{crit}} \propto \Theta_e^2 B
Frecuencia a la que el espectro pasa de ópticamente grueso a ópticamente delgado
Conceptos
índice espectral