Película radiofónica del chorro: nueva imagen de los flujos de plasma alrededor de un agujero negro supermasivo

Veintisiete años de observaciones de una de las galaxias activas más brillantes del universo por fin han compuesto una imagen continua. El blázar 3C 345, situado a una distancia de unos cinco mil millones de años luz, permaneció durante mucho tiempo como objeto de minuciosa atención. Su chorro relativista, expulsado por el agujero negro supermasivo del centro, mostraba brillantes «nudos» que parecían correr a velocidad superlumínica. Durante décadas, los astrónomos los explicaron como ondas de choque: frentes de compresión del plasma que avanzaban por el chorro más rápido que la materia circundante. Un nuevo trabajo, publicado en Nature, muestra que esta imagen habitual, al menos para 3C 345, no resiste el examen.

El equipo de investigadores aplicó el algoritmo kine, un método de redes neuronales capaz de convertir instantáneas de radio dispersas en un vídeo polarizado continuo. En su base se encuentran 116 observaciones realizadas desde el año 1995 hasta el año 2022 por la red VLBA dentro del programa MOJAVE en la frecuencia de 15 GHz. El algoritmo procesa simultáneamente todos los datos, teniendo en cuenta las conexiones espacio-temporales, y produce un modelo fluido que puede «reproducirse» en cualquier momento. El resultado impresiona: la resolución aumentó aproximadamente cuatro veces en comparación con los métodos tradicionales, y el rango dinámico, casi 140 veces. En lugar de puntos brillantes aislados, los científicos vieron un flujo integral de plasma y pudieron medir su velocidad local en cada punto del chorro.

El vídeo mostró que los nudos brillantes se mueven aproximadamente a la misma velocidad que el plasma circundante. No se descubrió ningún adelanto apreciable, que sería necesario para las ondas de choque. Es más, los picos de brillo no coincidían con los máximos de polarización, otro argumento contra la interpretación clásica. Los datos de polarización apuntan más bien a regiones magnéticas localmente reforzadas, cuyo brillo aumenta además debido a la dirección del movimiento. El plasma fluye continuamente desde el núcleo compacto, expulsando a veces estructuras brillantes aisladas que primero vuelan casi balísticamente y luego giran suavemente a lo largo del eje del chorro y se disuelven en una «estela» difusa.

Este descubrimiento concierne por ahora solo a 3C 345. Los autores subrayan que no conviene extender automáticamente las conclusiones a todos los chorros de núcleos activos de galaxias. No obstante, el método ya está listo para aplicarse a los archivos de cientos de objetos. Si se repite una imagen similar, las ideas sobre cómo los agujeros negros supermasivos aceleran y estructuran la materia podrían cambiar seriamente.

Detrás de las cifras y los algoritmos hay algo más. Hace miles de millones de años, en una galaxia lejana, la materia que caía sobre un agujero negro engendró un estrecho rayo relativista que aún hoy atraviesa el espacio intergaláctico. Nosotros, que vivimos en un planeta diminuto, con ayuda de radiotelescopios dispersos por la Tierra y de redes neuronales, hemos podido distinguir el movimiento del plasma en ese rayo. El universo resulta estar dispuesto de tal modo que sus procesos más grandiosos —el nacimiento de chorros en el horizonte de sucesos, los campos magnéticos, las velocidades relativistas— dejan huellas accesibles para ser descifradas. Y cada nuevo método no hace sino reforzar la sensación: el mundo en el que existimos está increíblemente precisa y complejamente interconectado, y lo que ocurre en sus profundidades supera con creces las escalas habituales.