martes, 30 de mayo de 2023

Variable X en chorros relativistas

El título no se refiere a la incógnita x de una ecuación, sino de rayos X variables en intensidad por motivos desconocidos, producidos en chorros astronómicos.


Se sabía que se emiten rayos X en los chorros de materia que fluyen a velocidades relativistas que surgen de las cercanías de los agujeros negros. Ahora han descubierto que en muchos casos esta emisión de rayos X varía mucho de intensidad en el tiempo. Esta sorpresa da ocasión para hipótesis sobre cómo se producen esos chorros, porqué son tan veloces, porqué son tan delgados y largos,...


Mi hipótesis de IA (Ignorante Atrevido, no Inteligencia Artificial):

La materia que se acerca a un agujero negro no lo hace en dirección a su centro, sino que lleva su propia dirección e inercia, así que la gravedad del agujero curva su trayectoria hasta que entra en órbita, pero no le hace caer directamente. Cuando esta materia está compuesta de muchas partículas (una roca, una nube de gas y polvo, una estrella,...) que vienen desde una misma dirección acaban formando un disco de acreción cuya órbita se estrecha y cuya velocidad aumenta hasta acercarse a la de la luz. A velocidades tan altas la energía cinética de las partículas corresponde a temperaturas suficientes para producir fusiones nucleares. Si hay átomos de hidrógeno en ese disco, que es lo más probable puesto que son los más abundantes en el universo, muchos chocarán entre sí y se fusionarán, liberando mucha más energía que la gravitatoria que los retenía en el disco. Está energía nuclear lanzará electrones e iones del disco en todas las direcciones a velocidades superiores a la de escape en esa órbita. De estas partículas con carga, las que se dirijan hacia el plano del disco se verán frenadas por su materia. En cambio las que tienen dirección perpendicular al plano del disco escaparán. Cuanto menos masa tenga una partícula, con más velocidad será lanzada por las reacciones nucleares, de manera que los electrones se alejarán más rápido que los iones. Estos electrones moviéndose en perpendicular al disco equivaldrían a una corriente eléctrica que formaría un campo magnético circular paralelo al disco. El campo magnético a su vez canalizaría, estrecharía y aceleraría el flujo de electrones, dando forma al chorro relativista.

Este chorro tan veloz tarde o temprano se encuentra con materia, entonces la colisión es tan violenta que se emiten rayos X.


Como el acercamiento de materia a los agujeros negros no es constante, el flujo de los chorros no puede serlo y por ello tampoco la emisión de rayos X. La intensidad de esta emisión también variará con el movimiento de las nubes de gas y polvo que crucen su trayectoria.



A partir de leer:

https://phys.org/news/2023-05-x-ray-emissions-black-hole-jets.html

X-ray emissions from black hole jets vary unexpectedly, challenging leading model of particle acceleration