Los astrofísicos observaron a través del tiempo que sorprendentes y poderosos rayos X emergen de vez en cuando desde el interior de los agujeros negros y producen grandes cantidades de energía que son observables por los telescopios, ahora un grupo de investigadores dio una explicación y desarrolló un modelo para comprobar por qué se forman a tal intensidad, informó la NASA.

El agujero negro capta el gas que se encuentra a su alrededor y lo acumula en un disco aplanado. Poco a poco el gas va formando espirales en su interior y se calienta alcanzando temperaturas de unos 12 millones de grados Celsius, que genera normalmente tenues rayos X.

Sin embargo el gas en espiral en el interior del agujero, también es capaz de generar temperaturas de miles de millones de grados, y éstas son las responsables de poderosos y fuertes rayos X de gran magnitud.

“El aumento de la temperatura, la densidad y la velocidad del gas que cae (al agujero negro), amplifica notablemente a los campos magnéticos enroscados a través del disco, que a su vez ejerce una influencia adicional sobre el gas. El resultado es que se forma una turbulenta que orbita alrededor del agujero negro a velocidades cercanas a la velocidad de la luz”, señala un informe de la NASA conjunto a otras instituciones.

El profesor Julian Krolik, de la Universidad de Johns Hopkins University desarrolló un modelo que evidencia esta formación de rayos X, con cálculos que simultáneamente incluirían el comportamiento del líquido y las propiedades eléctricas y magnéticas del gas, sin dejar de tener en cuenta la teoría de la relatividad de Einstein.

La simulación del fenómeno usando 63 mil unidades de procesamiento de las poderosas computadoras de la Universidad de Texas tardó 27 días en completarse, destaca la NASA.

El modelo científico demostró que los rayos X de gran magnitud se originan conjuntamente con la formación de una corona caliente que soporta fuertes campos magnéticos.

El investigador del Instituto de tecnología Rochester Scott Noble, el astrofísico de la NASA Jeremy Schnittman y Krolik desarrollaron en conjunto herramientas adicionales para rastrear cómo se emitían los rayos X, cómo se absorbían y de qué manera se dispersaban por el disco que se estaba formando alrededor, además de la corona.

“Al combinar toda la información demostraron por primera vez una conexión directa entre la turbulencia magnética en el disco, la formación de una corona de mil millones de grados, y la producción de rayos X duros alrededor de un agujero negro”, informa la NASA.

La explicación de los científicos es que cuando los rayos X de baja energía que están en el disco viajan a través de esta región, puede colisionar con partículas de movimiento rápido, y es éste impacto lo que aumenta en gran medida la energía de los rayos X a través de un proceso conocido como dispersión inversa de Compton.

A pesar de lo extraño del fenómeno observado, Krolik afirma que “nuestros cálculos indican que podemos entender mucho acerca de ellos utilizando principios de la física estándar", según la NASA.

El estudio se basó en un agujero negro sin rotación, pero los investigadores planean extender sus estudios a los agujeros negros giratorios, donde “las condiciones se vuelven aún más extremas”.

Ahora el equipo de estudio comparará estos resultados con la gran cantidad de observaciones de rayos X archivados por la NASA y otras instituciones.

Los agujeros negros son los objetos más densos conocidos. Se forman cuando las estrellas masivas agotan su combustible y colapsan, aplastando objetos los celestiales de hasta 20 veces la masa del Sol en objetos compactos de menos de 120 kilómetros de ancho.

"Los agujeros negros son realmente exóticos, con temperaturas extraordinariamente altas, y movimientos muy rápidos", explica Krolik.