Un equipo dirigido por el profesor Mao Jirong, de los Observatorios de Yunnan de la Academia China de Ciencias, en colaboración con investigadores internacionales, publicó recientemente un estudio en The Astrophysical Journal que confirma la presencia de un choque estacionario en los modos de acreción de agujeros negros de bajo momento angular.
Mediante simulaciones magnetohidrodinámicas relativistas generales (GRMHD), los investigadores identificaron el fenómeno del choque estacionario en los flujos de acreción alrededor de los agujeros negros.
La acreción ocurre alrededor de objetos compactos debido a sus intensos campos gravitacionales. La física de la acreción es la frontera de la investigación astrofísica de alta energía y un factor clave para comprender la formación y evolución de galaxias.
Desde que el Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT) capturó la primera imagen de la sombra de un agujero negro (BH) en 2019, el estudio de la acreción cerca del horizonte de sucesos de un agujero negro se ha convertido en una prioridad absoluta en este campo.
Si bien se ha planteado durante mucho tiempo la hipótesis de que podrían formarse choques en flujos de acreción cerca de agujeros negros centrales —definiéndose los «choques estacionarios» por sus posiciones fijas—, el consenso científico sobre su existencia ha sido difícil de alcanzar.
Para abordar esta brecha, el equipo realizó simulaciones MHD bidimensionales y tridimensionales en el marco de la relatividad general, centrándose en la dinámica de acreción de agujeros negros.
Descubrieron que, en modos de acreción de bajo momento angular, un choque se forma de forma constante cerca del agujero negro central y mantiene una posición estable durante todo el proceso de acreción, lo que proporciona evidencia directa de la existencia de choques estacionarios.
Además, los choques estacionarios aparecen en discos de acreción de «evolución estándar y normal» (SANE), pero están ausentes en sistemas de «discos magnéticos detenidos» (MAD), una distinción que refina los modelos de acreción de agujeros negros.
El estudio también vincula los choques estacionarios con un fenómeno astrofísico bien documentado: las oscilaciones cuasiperiódicas (QPO). A medida que las ondas de choque estacionarias oscilan en puntos fijos, aceleran partículas cargadas; la radiación emitida por estas partículas aceleradas coincide con las señales periódicas observadas en sistemas binarios de rayos X y núcleos galácticos activos, lo que ofrece una nueva explicación del origen de los QPO.
«Este estudio amplía nuestra comprensión de la física de acreción, un campo fundamental para desentrañar el comportamiento de los agujeros negros y la evolución de las galaxias», afirmó el profesor Mao.
Con información de The Astrophysical Journal
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