Los agujeros negros supermasivos que se esconden en los centros galácticos a menudo se describen como monstruos cósmicos. Sin embargo, estas son bestias prácticamente invisibles. Para encontrarlos, es necesario medir la velocidad de las nubes de gas que giran alrededor de ellas.
Sin embargo, a veces declaran su existencia, liberando poderosos chorros que transportan volúmenes de energía tan enormes que pueden eclipsar todo el brillo de las estrellas galácticas. Estos chorros relativistas son dos corrientes de plasma que se mueven en direcciones opuestas a velocidades cercanas a la luz.
Pero la física que los controla permanece misteriosa durante mucho tiempo. Una nueva investigación está tratando de arrojar luz sobre algunas de las razones de la apariencia inusual de los aviones. Su exclusividad radica en una estabilidad impresionante. Se las arreglan para escapar de una región del tamaño de un horizonte de eventos y alejarse de la galaxia anfitriona, manteniendo su forma original. Esto corresponde a una longitud que es mil millones de veces el radio original. Imagínese cómo se saca una fuente de agua de una manguera con un ancho de 1 cm y se mantiene estable durante 10.000 km. Pero a gran distancia, los chorros pierden su coherencia y desarrollan estructuras alargadas que a menudo se asemejan a vórtices. Por lo tanto, están sujetos a cierta inestabilidad, cambio de apariencia.
Dicotomía de chorro
El primer jet astrofísico en 1918 fue observado por Geber Curtis. Determinó que el fenómeno debería tener una conexión con el núcleo de la galaxia elíptica M87.
En la década de 1970 Bernie Fanaroff y Julia Riley pudieron explorar una gran cantidad de aviones. Se dieron cuenta de que se pueden dividir en 2 clases: aquellas cuyo brillo disminuye con la distancia y aquellas cuyo brillo aumenta en los bordes. El segundo tipo es 100 veces más brillante que el primero. Ambos están dotados de una forma ligeramente diferente al final: la primera se asemeja a una pluma intermitente y la segunda, un flujo estrecho y turbulento.
Cuando la corriente en chorro recibe la aceleración de un agujero negro, alcanza el 99.9% de la velocidad de la luz. A tal velocidad, el flujo de tiempo en el chorro medido por un observador externo se ralentiza, siguiendo la teoría especial de Einstein. Diferentes partes del chorro se intercambian entre sí y así protegen su integridad.
Cuando se expulsa de un agujero negro, el chorro se expande hacia un lado. Esta expansión crea presión dentro del chorro y la presión del gas alrededor del chorro no disminuye. Como resultado, la presión del gas supera la presión dentro del chorro y luego se comprime. En este punto, las partes del chorro convergen y restablecen el contacto. Si ciertas áreas se vuelven inestables, esto puede afectar a toda la viga. Es importante tener en cuenta el hecho de que, después de la expansión y la contracción, el flujo se mueve no directamente, sino a lo largo de una trayectoria curva. Es probable que las corrientes curvas sufran de inestabilidad centrífuga y, por lo tanto, formen una estructura de vórtice.
Los modelos de computadora muestran que los jets relativistas pierden estabilidad debido a la inestabilidad centrífuga, que inicialmente solo afecta su contacto con el gas galáctico. Esta inestabilidad es tan peligrosa que el chorro no se para y es inferior a la turbulenta.
El estudio de estos procesos le permitirá comprender mejor la impresionante estabilidad de los aviones astrofísicos. También ayudará a comprender las dos clases y los motivos de su aparición.
