Esto es lo que sucede cuando un agujero negro gira: el fenómeno que asombra a los científicos

En el centro de galaxias gigantes como M87, habitan agujeros negros que giran a velocidades cercanas a la luz, y en los que su fuerza de rotación no sólo curva el espacio-tiempo, también alimenta un gigantesco chorro de partículas que se extiende a miles de años luz.

Durante décadas, los astrónomos nos hemos preguntado cómo estos objetos, devoradores por naturaleza, pueden lanzar materia en lugar de absorberla y la respuesta, parece esconderse en su magnetismo, que transforma su energía siendo capaz de impulsar chorros relativistas.

Este proceso, conocido como mecanismo Blandford–Znajek, fue propuesto en los años setenta y hoy se confirma con simulaciones que recrean el entorno extremo cerca del horizonte de sucesos; regiones donde el espacio se retuerce y la electricidad fluye como un río de fuego invisible, extrayendo energía del giro del agujero negro.

Para comprenderlo, un equipo internacional empleó supercomputadoras capaces de resolver las ecuaciones del plasma bajo la relatividad general. Con su código FPIC, simularon cómo los campos magnéticos se tensan, rompen y reconectan, liberando torrentes de energía que encienden los chorros.

El resultado fue asombroso: las simulaciones no sólo reprodujeron la potencia predicha por el modelo teórico, sino que mostraron una compleja red de burbujas de plasma en movimiento, como si el propio agujero negro respirara energía hacia el cosmos.

La danza de los plasmones y el fuego magnético

En torno al ecuador del agujero negro, los campos magnéticos se cruzan y se rompen en un fenómeno conocido como reconexión magnética. Esta es una especie de corto circuito cósmico donde la energía se libera de golpe, dando origen a burbujas ardientes de plasma llamadas plasmones, que se disparan a velocidades cercanas a la luz.

Estas burbujas viajan en direcciones opuestas y mientras algunas logran escapar del abismo, otras caen hacia el horizonte de sucesos. Su densidad es mucho mayor que la del plasma circundante, y su movimiento parece seguir un ritmo constante, como un viento energético que brota sin cesar desde el corazón del monstruo.

Se observó que los plasmones pueden fusionarse y fragmentarse, generando estructuras aún más complejas y en agujeros negros de rotación extrema, algunos se dividen justo al borde del horizonte; mientras un fragmento cae al vacío otro escapa para unirse al jet de partículas.

En este caos ordenado, el agujero negro no es sólo un devorador, sino también un escultor. A través de estas "burbujas", moldea su entorno y libera parte de su propia energía rotacional al espacio; un proceso que combina magnetismo, gravedad y relatividad en una coreografía invisible.

La firma del mecanismo

Las simulaciones confirmaron que la potencia de los chorros sigue las ecuaciones del mecanismo Blandford–Znajek, que describe cómo los campos magnéticos pueden extraer energía de la rotación. Por primera vez, los resultados numéricos coincidieron casi a la perfección con las predicciones analíticas desarrolladas hace décadas.

Esto significa que la energía electromagnética que escapa de un agujero negro puede medirse y predecirse con notable exactitud. La concordancia entre modelos teóricos y simulaciones cinéticas demuestra que la física relativista, aunque compleja, sigue reglas tan elegantes como implacables.

Además, las simulaciones mostraron que la frecuencia de la reconexión magnética aumenta con la velocidad de rotación del agujero negro, es decir, a mayor espín, mayor producción de plasmones y, por tanto, mayor potencia del chorro.

Esta validación no sólo refuerza el papel del mecanismo Blandford–Znajek, sino que también unifica distintos enfoques teóricos. Tanto los modelos fluidodinámicos como los cinéticos ahora apuntan a la misma verdad: los agujeros negros giratorios son motores cósmicos extraordinariamente eficientes.

La huella del proceso Penrose

Pero el estudio no se detuvo ahí, dentro de la región más misteriosa del agujero negro, la ergosfera, hallaron algo aún más sorprendente. Se trata de partículas con energía negativa, una condición que podría activar el legendario proceso Penrose, otro mecanismo capaz de extraer energía del giro de un agujero negro.

En esta región donde el espacio-tiempo se arrastra junto con la rotación, algunas partículas logran dividirse, enviando una mitad al horizonte y otra hacia el exterior con más energía de la que tenían al entrar, como un juego de suma cósmica donde el agujero negro paga el precio de su propio movimiento.

Las simulaciones revelaron que los positrones — las antipartículas del electrón — son especialmente propensos a formar trayectorias de energía negativa, y aunque su contribución es menor (10 % de la potencia total), su presencia confirma que el proceso Penrose podría coexistir con el mecanismo Blandford–Znajek.

Al final, ambos procesos parecen entrelazarse en una sola sinfonía energética. La reconexión magnética, los plasmones y las partículas de energía negativa actúan juntos, revelando que los agujeros negros rotatorios no sólo consumen el universo, también lo alimentan con la energía más pura que existe, la del propio giro del espacio-tiempo.

Referencia de la noticia:

Electromagnetic Energy Extraction from Kerr Black Holes: Ab Initio Calculations, Claudio Meringolo et al. 2025 ApJL 992 L8