Cygnus X-1 lleva décadas siendo uno de los objetos más estudiados del cosmos: fue el primer agujero negro confirmado de la historia. Ahora, un equipo internacional liderado por la Universidad Curtin ha logrado algo que hasta ahora había sido técnicamente imposible.
Mediante una red de radiotelescopios distribuidos por todo el planeta —que operan como un único instrumento del tamaño de la Tierra—, los investigadores han medido por primera vez la potencia instantánea de los chorros que este agujero negro lanza al espacio. Esos chorros viajan a aproximadamente la mitad de la velocidad de la luz, y su energía podría ser determinante para comprender cómo evolucionan las galaxias a lo largo del tiempo.
Una potencia equivalente a 10.000 soles
El estudio, publicado en Nature Astronomy, cuantifica por primera vez la energía instantánea de los chorros de Cygnus X-1: una potencia equivalente a la de unos 10.000 soles. No es una estimación promediada a lo largo de milenios, sino una medición directa en un momento concreto.
Los chorros viajan a unos 150.000 kilómetros por segundo, aproximadamente la mitad de la velocidad de la luz. Determinar esa velocidad con precisión había sido un problema sin resolver durante años.
La distinción entre medir una media a largo plazo y medir la potencia instantánea no es trivial. Las técnicas anteriores solo podían estimar la energía de los chorros promediada durante miles o incluso millones de años, lo que impedía compararla directamente con otras emisiones del sistema —como los rayos X generados cuando la materia cae hacia el agujero negro.
El viento de una estrella supergigante como herramienta de medición
Para obtener esta medición, el equipo utilizó una red global de radiotelescopios operando mediante interferometría de muy larga base (VLBI). Funcionando como un único instrumento del tamaño del planeta, el sistema permitió capturar imágenes detalladas de cómo los vientos de la estrella supergigante compañera doblaban y distorsionaban los chorros.
La analogía que propone el propio estudio resulta bastante intuitiva: igual que una ráfaga de viento desvía el chorro de agua de una fuente, el viento estelar desvía los jets. Calculando la fuerza de ese viento y midiendo la desviación resultante, los investigadores pudieron determinar su potencia.
El investigador principal, el Dr. Steve Prabu, describió el fenómeno como «chorros danzantes». Los jets cambian de dirección repetidamente mientras el agujero negro y la estrella supergigante orbitan entre sí, y esa dinámica fue precisamente lo que permitió al equipo rastrear su comportamiento en una secuencia de imágenes.
Confirmación de un supuesto clave en cosmología
Uno de los hallazgos más relevantes no es solo la medición en sí, sino lo que viene a confirmar. Según el Dr. Prabu, aproximadamente el 10 % de la energía liberada cuando la materia cae hacia el agujero negro es transportada por los chorros. Este porcentaje no era desconocido: era ya la suposición estándar empleada en las grandes simulaciones computacionales del universo, pero nunca había sido verificado de forma observacional.
Los modelos cosmológicos a gran escala lo asumían como válido sin ningún respaldo directo en datos. Ahora existe una medición que lo sustenta, y eso tiene un peso considerable: significa que una de las premisas fundamentales con las que los astrofísicos modelan la evolución del universo cuenta por fin con una base empírica sólida.
Un punto de anclaje para millones de galaxias
El profesor James Miller-Jones, coautor del estudio e investigador del Instituto Curtin de Radioastronomía, señaló que esta medición puede servir como referencia para calibrar la potencia de los chorros de agujeros negros en contextos mucho más amplios. Según las teorías actuales, la física en torno a los agujeros negros es muy similar con independencia de su masa, lo que implica que el resultado obtenido con Cygnus X-1 —un agujero negro de unas diez masas solares— podría extrapolarse a objetos que pesan diez millones de veces más que el Sol.
Esa escalabilidad amplía considerablemente el alcance del hallazgo, más allá de un único sistema binario.
Proyectos como el Square Kilometre Array Observatory (SKA), actualmente en construcción en Australia Occidental y Sudáfrica, permitirán en los próximos años detectar chorros procedentes de agujeros negros en millones de galaxias distantes. Sin un punto de referencia bien establecido, calibrar la potencia de todos esos chorros sería extraordinariamente difícil.
Los jets de agujeros negros influyen en cómo se forman las estrellas, en cómo circula el gas en las galaxias y, en última instancia, en cómo evoluciona la estructura a gran escala del universo. Comprender su potencia real —medida, no estimada— es un paso necesario para construir modelos más precisos de todo ese proceso.