Hallazgo estelar: científicos chinos conectan jets de agujeros negros con el punto donde los rayos dejan de ganar energía

Los científicos del Observatorio de Lluvias de Aire de Gran Altitud (LHAASO) han conseguido resolver un misterio que llevaba más de siete décadas desconcertando a los astrofísicos: el origen de la enigmática “rodilla” del espectro de los rayos cósmicos, el punto en el que estas partículas dejan de incrementar su energía. Su investigación identifica a los microcuásares (sistemas con agujeros negros que absorben materia estelar) como los grandes responsables de este límite energético.

Los resultados, que se publicaron en National Science Review y Science Bulletin, muestran por primera vez una conexión observacional sólida entre esa caída por encima de los 3 petalectronvoltios y un tipo específico de fuente astrofísica. LHAASO detectó emisiones de rayos gamma de ultra-energía procedentes de cinco microcuásares, entre ellos SS 433 V4641 Sgr y Cygnus X-1, desvelando patrones comunes que señalan su papel como aceleradores extremos.

El caso de SS433 es especialmente contundente: sus emisiones coincidieron con una enorme nube atómica cercana, lo que indica que los agujeros negros aceleran protones de energía superiores a 1PeV que luego colisionan con la materia del entorno. La potencia del sistema ronda los 10³² julios por segundo, una cifra equivalente a la liberada por cuatro billones de bombas de hidrógeno cada segundo. Otros microcuásares, como V4641 Sgr, mostraron partículas primarias que superaban los 10 PeV.

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Los microcuásares son la respuesta a un gran misterio de la astrofísica

Estos valores se encuentran fuera del alcance de los remanentes de supernovas, que históricamente se consideraban las principales fábricas de rayos cósmicos, pero que no pueden explicar el límite energético observado. En cambio, los microcuásares (alimentados por chorros relativistas generados cuando un agujero negro extrae material de una estrella compañera) actúan como auténticos aceleradores naturales capaces de impulsar partículas hasta energías extremas.

Mediciones de alta precisión realizadas por LHAASO, comparables a las de los experimentos especiales AMS-02 y DAMPE, también revelaron que el espectro energético contiene un componente extra de alta energía, una señal de que la Vía Láctea alberga múltiples tipos de aceleradores. Para Cao Zhen, científico principal de LHAASO, este estudio marca “la primera observación directa de una fuente capaz de explicar la región de la rodilla”, y sugiere que podría haber una docena de microcuásares con este poder en nuestra galaxia.

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