Científicos de la Universidad de Grenoble-Alpes y el Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) en Francia, Trinity College Dublin y la Universidad de Maryland en los EE. UU. Modelaron un anillo de plasma alrededor de un agujero negro para explicar su brillo brillante en imágenes de supermasivo agujeros negros M87* y Sagittarius A* obtenidos con el Event Horizon Telescope (EHT). Los resultados del estudio se publican en la revista Physical Review Letters. Brevemente sobre el trabajo científico cuenta la publicación Física.

Las observaciones muestran que el brillante anillo capturado por el EHT está formado por radiación de sincrotrón emitida por partículas que se mueven a velocidades cercanas a la luz en un fuerte campo magnético que penetra en el horizonte de eventos del agujero negro. Esto respalda el modelo de que los campos magnéticos se mantienen mediante corrientes generadas por la acumulación de materia y, a su vez, evitan que la materia caiga en el agujero negro a la velocidad de la caída libre, retrasándola en gran medida. Así, se forma un disco cerrado magnéticamente (Disco magnético detenido en inglés, MAD), en el que una gran proporción de la sustancia se convierte en energía luminosa.

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Al mismo tiempo, los mecanismos que provocan el calentamiento del plasma y la aceleración de partículas en campos magnéticos cerca de un agujero negro siguen sin explorarse. Los autores sugirieron que la energía se extrae del campo magnético que penetra en el plasma. Cuando las líneas asociadas con este campo se rompen y luego se vuelven a conectar, lo que se conoce como reconexión magnética, la energía del campo magnético se convierte en energía cinética, que luego se irradia en forma de fotones.

Los investigadores desarrollaron un modelo de la dinámica de las partículas de plasma y sus campos magnéticos considerando la transferencia de energía entre partículas y campos. El modelo tiene en cuenta todas las corrientes que fluyen en el plasma, así como los efectos de la relatividad general, que no se tuvieron en cuenta en estudios anteriores.

Los resultados de la simulación mostraron que las líneas del campo magnético cerca del agujero negro están en constante movimiento, doblándose, dividiéndose y reconectando a medida que atraviesan el plasma e interactúan con sus partículas. El plasma excitado emite ondas de radio, que deberían formar estructuras en forma de anillo en la imagen, cuya intensidad fluctúa con el tiempo. En el caso de un agujero negro supermasivo como M87*, se prevé que los "puntos calientes" de plasma tengan radios orbitales aproximadamente tres veces el radio del agujero negro y un período orbital de aproximadamente 5 días.