El gran agujero negro de la vía lactea podría ser un colosal acelerador de partículas

ste fenómeno es similar en algunos aspectos al tipo de experimentos físicos con partículas que se desarrollarán en el acelerador LHC, en construcción en el CERN.

Cuando esté terminado, el LHC podrá acelerar protones a siete billones de electronvoltios. Por su parte, el agujero negro de nuestra galaxia acelera los protones hasta energías tan grandes como 100 billones de electronvoltios, según el nuevo estudio. Esto resulta impresionante porque nuestro agujero negro es muy inactivo comparado con otros agujeros negros masivos ubicados en otras galaxias.

Los astrofísicos de la Universidad de Arizona, David Ballantyne, y Fulvio Melia, aunaron esfuerzos en este estudio.

Durante los últimos años, Melia ha estado desarrollando una teoría sobre lo que pueda estar sucediendo muy cerca del agujero negro del centro de la Vía Láctea. Melia y su grupo han encontrado que campos magnéticos poderosos y caóticos aceleran los protones y otras partículas cercanas al agujero negro, hasta dotarlos de energías sumamente altas.

Ballantyne usó mapas detallados del gas interestelar que se extiende 10 años-luz más allá del agujero negro, para analizar en modelos informáticos si los protones acelerados que son lanzados desde el centro galáctico, producirían rayos gamma.

Los investigadores calcularon con mucha exactitud cómo viajarían los protones en este medio, tomando en cuenta la fuerza magnética que cambia las trayectorias de los protones. El equipo calculó 222.000 trayectorias de protones para lograr un estudio estadísticamente fiable.

Aunque los protones se mueven con velocidades cercanas a la de la luz, su movimiento en esa singular región es tan caótico que les toma varios miles de años viajar hasta rebasar los 10 años-luz de distancia al agujero negro. Después de que los protones de altas energías escapan del entorno del agujero negro, vuelan por el medio interestelar, donde chocan con protones de baja energía (gas hidrógeno) en una colisión tan enérgica que se forman las partículas llamadas piones. Estas partículas de materia se desintegran rápidamente, dando lugar a rayos gamma de altas energías, los cuales, como otras radiaciones, se mueven en todas las direcciones.

Ballantyne, Melia y sus colegas hallaron que este proceso puede explicar el espectro de energía y el brillo de las emisiones de rayos gamma que observan los astrónomos. Los investigadores detectaron la emisión de rayos gamma de altas energías con telescopios enclavados en Namibia, África, en el Observatorio Whipple del sudeste de Arizona, y en otros sitios.

Este descubrimiento puede explicar indirectamente cómo los agujeros negros más potentes del universo, incluyendo los cuásares, producen enormes chorros que se extienden por espacios de proporciones intergalácticas. El mismo fenómeno de lanzamiento de partículas se produce casi con toda certeza en todos los sistemas de agujero negro.