Astrónomos descubren cómo la glotonería de un agujero acabó en una indigestión cósmica
Los agujeros negros no son los devoradores insaciables que imaginábamos. Un estudio revela que estos glotones expulsan gran parte de la materia que se zampan, lo que nos obliga a replantear cómo crecen.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Recreación artística de un agujero negro alimentándose del gas de una estrella compañera mientras expulsa parte de ese material en forma de chorros relativistas y potentes vientos del disco de acreción. El nuevo estudio demuestra que estos objetos no lo engullen todo: una fracción significativa de la materia vuelve al espacio, como en una auténtica indigestión cósmica. Crédito: IA-DALL-E / RexMolón Producciones
Los agujeros negros son el paradigma del apetito cósmico. Su gravedad es tan intensa que nada, ni siquiera la luz, puede escapar una vez cruza el horizonte de sucesos, esto es,la frontera invisible que rodea a uno de estos objetos. Sin embargo, un nuevo estudio internacional demuestra que los agujeros no son los devoradores perfectos que imaginábamos. Lejos de tragárselo todo, expulsan una parte importante de la materia que capturan en un complejo proceso que recuerda, de forma sorprendente, al funcionamiento de un sistema digestivo.
Un equipo internacional de astrónomos, liderado por investigadores de la Universidad de Warwick (Reino Unido), ha seguido durante meses la espectacular actividad de un agujero negro situado a unos miles de años luz de la Tierra. Sus observaciones muestran que, incluso cuando el objeto parece haberse calmado y apenas emite radiación, continúa expulsando enormes cantidades de gas al espacio. El hallazgo obliga a revisar la eficiencia con la que estos gigantes cósmicos comen y ofrece una nueva perspectiva sobre la evolución de los sistemas estelares donde habitan.
Todo comenzó en agosto de 2023, cuando los telescopios espaciales detectaron un súbito estallido de rayos X procedente del sistema Swift J1727.8−1613. En cuestión de horas, pasó de ser un objeto prácticamente invisible a convertirse en una de las fuentes de rayos X más brillantes del cielo. Aquella explosión era la señal inequívoca de que un agujero negro de masa estelar acababa de iniciar un auténtico festín cósmico.
Cómo se alimenta realmente un agujero negro
Swift J1727.8−1613 pertenece a una familia de sistemas conocidos como binarias de rayos X. En ellos, un agujero negro comparte órbita con una estrella compañera de masa relativamente baja. La intensa gravedad del agujero negro arranca continuamente gas de esa estrella, pero ese material no cae directamente hacia el horizonte de sucesos. Una vez que la materia o la luz lo cruzan, ya no pueden escapar debido a la enorme fuerza de su gravedad. Es, en cierto modo, el punto de no retorno.
Debido a la conservación del momento angular, el gas comienza a girar alrededor del agujero negro formando un disco de acreción, una gigantesca espiral de materia que alcanza millones de grados de temperatura. La fricción entre las partículas hace que el disco brille intensamente, sobre todo en rayos X, antes de que parte del material termine cruzando el punto de no retorno.
Aunque este mecanismo se conoce desde hace décadas, observarlo con suficiente detalle resulta harto difícil. Los episodios de máxima actividad duran relativamente poco y evolucionan con rapidez. En esta ocasión, los investigadores consiguieron seguir prácticamente toda la secuencia gracias al espectrógrafo X-Shooter instalado en el Very Large Telescope (VLT), en Chile. De hecho, cosecharon una de las campañas de observación óptica más completas realizadas hasta ahora sobre un sistema de este tipo.
En lugar de disponer solo de unas pocas imágenes aisladas, los astrónomos pudieron contemplar la evolución completa del fenómeno, como si pasaran de tener una fotografía fija a grabar una película del comportamiento del agujero negro.
Swift J1727.8−1613: más que un simple aspirador cósmico
La imagen popular de un agujero negro suele compararlo con un aspirador gigantesco capaz de absorber cualquier cosa que se acerque demasiado. Sin embargo, los nuevos datos muestran un escenario mucho más dinámico.
Mientras el agujero negro iba capturando gas procedente de su estrella compañera, una parte de ese material era expulsada con violencia hacia el espacio mediante dos mecanismos distintos:
✅ Por un lado aparecían chorros de partículas que emergían a velocidades enormes desde las regiones próximas al agujero negro.
✅ Por otro, se detectaban poderosos vientos formados por gas expulsado desde el propio disco de acreción.
Es decir, el sistema no solo ingería materia: también la procesaba y devolvía una parte importante al entorno.
«La gente suele imaginar que los agujeros negros simplemente se tragan todo lo que tienen alrededor. Lo que estamos viendo es un proceso mucho más complejo. La materia cae hacia ellos, el sistema la procesa y una cantidad sorprendente vuelve a ser expulsada», explica el investigador principal del trabajo, Noel Castro Segura, de la Universidad de Warwick.
Esta analogía llevó al equipo a comparar el comportamiento del agujero negro con una especie de sistema digestivo cósmico. Igual que un organismo no incorpora íntegramente todo lo que ingiere, el agujero negro tampoco retiene toda la materia que recibe.
Evolución del espectro óptico del sistema Swift J1727.8−1613 durante las distintas fases de su estallido de 2023. Cortesía: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Vientos que huyen a más de dos millones y medio de kilómetros por hora
Los agujeros negros atraviesan distintas fases durante estos episodios de alimentación. Al principio, la actividad aumenta de forma explosiva. Posteriormente alcanza un máximo y, poco a poco, comienza a disminuir hasta regresar a un estado mucho más tranquilo.
Hasta ahora se pensaba que, cuando la emisión de rayos X descendía, también desaparecían los grandes flujos de materia expulsados por el sistema.
Sin embargo, las observaciones de Swift J1727.8−1613 cuentan una historia completamente distinta.
Meses después del máximo de actividad, cuando el agujero negro emitía apenas un 1 % de la radiación registrada durante el pico del estallido, los espectros obtenidos por el VLT seguían mostrando señales inequívocas de un viento extremadamente potente escapando del disco de acreción. Ese gas abandonaba el sistema a unos 750 kilómetros por segundo, una velocidad superior a dos millones y medio de kilómetros por hora.
Además, los investigadores estiman que la masa expulsada mediante este viento puede llegar a ser comparable a la que el agujero negro consigue incorporar realmente.
Una tranquilidad muy agitada
La observación constituye uno de los resultados más llamativos del estudio, porque demuestra que la fase aparentemente tranquila del agujero negro sigue siendo extraordinariamente activa desde el punto de vista físico.
Como resume Castro Segura, «si los agujeros negros pueden seguir expulsando materia incluso después de sus mayores estallidos, significa que tal vez sean mucho menos eficientes comiendo de lo que habíamos supuesto. Una fracción importante de la comida nunca llega realmente al agujero negro».
Esa idea modifica de forma significativa los modelos utilizados para describir la evolución de este tipo de sistemas binarios y la cantidad de materia que los agujeros negros incorporan a lo largo de millones de años.
Ilustración del disco de acreción que rodea a un agujero negro. La región interna del disco oscila lentamente (precesa), iluminando distintas zonas del material que lo rodea. Precisamente en este disco se originan los potentes vientos de gas estudiados en Swift J1727.8−1613. Cortesía: ESA/ATG medialab
Chorros, vientos y un disco que cambia de forma
Uno de los aspectos más fascinantes del trabajo es que permite observar cómo se relacionan distintos componentes del sistema mientras el agujero negro atraviesa las diferentes fases de su estallido. Gracias a la serie de espectros obtenidos con el Very Large Telescope, los investigadores comprobaron que el disco de acreción no permanecía estable, sino que modificaba continuamente su estructura a medida que cambiaba el ritmo de alimentación del agujero negro.
Especialmente llamativo resultó el momento en que el sistema expulsó uno de sus chorros más potentes. Los datos indican que, justo entonces, las líneas espectrales del helio ionizado cambiaron de forma, e indican que la región del disco donde se generaban esas emisiones se desplazó hacia zonas más alejadas del agujero negro. Para los autores, esa modificación sugiere que la eyección del chorro y la respuesta del disco forman parte de un mismo fenómeno físico.
En otras palabras, cuando el agujero negro eructa un chorro de materia a velocidades enormes, el disco que lo alimenta también reorganiza su estructura.
➡️ Hasta ahora, los astrónomos sabían que los agujeros negros podían lanzar chorros relativistas y producir intensos vientos de gas, pero no comprendían del todo cómo estaban conectados ambos procesos. Este trabajo ofrece una de las imágenes más completas obtenidas hasta la fecha sobre esa relación.
Los vientos del disco continúan incluso cuando el agujero negro parece apagado
Sin embargo, la auténtica sorpresa llegó meses después.
Cuando el sistema reapareció tras permanecer oculto detrás del Sol, los investigadores esperaban encontrar un agujero negro casi apagado. En efecto, la emisión de rayos X había caído aproximadamente cien veces respecto al máximo alcanzado durante el estallido.
Pero el espectro óptico contaba una historia muy distinta.
Las líneas del hidrógeno aparecían ahora dominadas por amplias zonas de absorción, mientras que las del helio mostraban una intensa asimetría. Ese patrón solo podía explicarse mediante la presencia de un viento denso procedente del disco de acreción que seguía escapando del sistema incluso cuando la actividad parecía haber terminado.
Como hemos visto, los modelos elaborados por el equipo indican que ese viento viajaba a una velocidad cercana a 750 kilómetros por segundo y transportaba una cantidad de materia comparable a la que el agujero negro estaba incorporando en ese mismo momento.
Los investigadores recurrieron además a simulaciones de transferencia radiactiva para comprobar si un flujo de gas en rotación y aceleración podía reproducir las peculiares líneas espectrales observadas. El resultado fue afirmativo: los modelos generaban perfiles prácticamente idénticos a los registrados por el telescopio, lo que refuerza la idea de que el viento era el responsable de ocultar parte de la emisión procedente del disco.
Un agujero negro mucho menos eficiente
El hallazgo obliga a replantearse una idea muy arraigada en la astrofísica: la de que casi toda la materia arrancada a la estrella termina siendo engullida por el agujero negro.
Los cálculos del equipo apuntan justamente a lo contrario. Una fracción muy importante del gas nunca alcanza el horizonte de sucesos porque es expulsada antes por los vientos del disco.
🗣️ «Si los agujeros negros pueden seguir desprendiendo material incluso después de sus mayores estallidos, significa que probablemente sean mucho menos eficientes comiendo de lo que habíamos supuesto. Una fracción importante de la comida quizá nunca llegue realmente al agujero negro», señala Castro Segura.
Esta aparente ineficiencia puede parecer un detalle menor, pero tiene profundas consecuencias para comprender cómo evolucionan las binarias de rayos X. Si durante millones de años el agujero negro expulsa buena parte del gas que recibe, crecerá mucho más lentamente de lo previsto. Al mismo tiempo, esa materia devuelta al espacio modifica el entorno de la estrella compañera y altera la evolución futura del sistema.
Secuencia artística que ilustra cómo un agujero negro desgarra una estrella al acercarse demasiado y forma un disco de acreción con el gas capturado. Al igual que en el sistema Swift J1727.8−1613 estudiado por los astrónomos, es en este disco donde se producen los complejos procesos de acreción y expulsión de materia. Cortesía: ESA
El final también puede ser espectacular
La mayoría de las campañas de observación se concentran en los primeros días de un estallido, cuando el brillo alcanza valores extraordinarios. Sin embargo, este estudio demuestra que el desenlace puede resultar igual de interesante.
🗣️ «Normalmente prestamos toda nuestra atención al espectacular comienzo de un estallido de un agujero negro, pero nuestras observaciones muestran que el final puede ser igual de intenso —explica Kyle Solomons, investigador de la Universidad de Ciudad del Cabo y coautor del trabajo. Y continúa—: Incluso cuando la emisión de rayos X había descendido a una pequeña fracción de su máximo, el sistema seguía teniendo energía suficiente para generar una enorme expulsión de gas».
Precisamente ese seguimiento prolongado constituye uno de los principales logros de la investigación. En lugar de limitarse a fotografiar un instante concreto del proceso, los astrónomos han podido reconstruir casi toda la secuencia de acontecimientos: desde el inicio del banquete cósmico hasta la inesperada indigestión final.
Una nueva imagen de los monstruos del universo
Los agujeros negros seguirán siendo algunos de los objetos más extremos y misteriosos del cosmos. Nada cambia el hecho de que, una vez cruzado su horizonte de sucesos, no exista posibilidad de escapar. Sin embargo, este estudio demuestra que el verdadero espectáculo ocurre antes de alcanzar ese límite.
Lejos de actuar como simples sumideros gravitatorios, estos objetos funcionan como auténticas máquinas de reciclaje cósmico. La materia que capturan no desaparece íntegramente en su interior: parte de ella se calienta, cambia de estado, acelera hasta velocidades enormes y vuelve a ser expulsada mediante chorros y vientos que redistribuyen gas y energía por el espacio circundante.
Ese proceso influye no solo en el crecimiento del propio agujero negro, sino también en la evolución de la estrella que lo acompaña y, en última instancia, en el ciclo de vida de innumerables sistemas binarios repartidos por nuestra galaxia.
Paradójicamente, cuanto mejor observan los astrónomos estos gigantes gravitatorios, más evidente resulta que los agujeros negros no son los devoradores perfectos que imaginábamos. Incluso los monstruos más voraces del universo parecen sufrir, de vez en cuando, una auténtica indigestión cósmica.▪️(30-julio-2026)
LO MÁS IMPORTANTE DEL ESTUDIO, EN 30 SEGUNDOS
- Un agujero negro puede expulsar tanto material como el que llega a absorber.
- Los científicos siguieron durante meses el estallido del sistema Swift J1727.8−1613.
- El seguimiento se realizó con el Very Large Telescope (VLT).
- Detectaron vientos de gas incluso cuando la actividad en rayos X había caído al 1 % del máximo.
- El gas era expulsado a unos 750 km/s.
- El hallazgo obliga a revisar cómo crecen los agujeros negros y cómo evolucionan los sistemas binarios.
PREGUNTAS & RESPUESTAS: Swift J1727.8−1613 y Agujeros Negros
🕳️ ¿Los agujeros negros se tragan todo lo que capturan?
No. Este estudio demuestra que pueden expulsar una parte muy importante del gas que reciben mediante chorros relativistas y vientos del disco de acreción antes de que alcance el horizonte de sucesos.
🕳️ ¿Qué es un disco de acreción?
Es una estructura en forma de disco formada por gas extremadamente caliente que gira alrededor de un agujero negro antes de caer hacia su interior.
🕳️ ¿Qué son los vientos de un agujero negro?
Son corrientes de gas expulsadas desde el disco de acreción a gran velocidad. En este estudio se detectaron incluso cuando el agujero negro ya parecía haber reducido enormemente su actividad.
🕳️ ¿Qué es Swift J1727.8−1613?
Es un sistema binario formado por un agujero negro de masa estelar y una estrella compañera. En 2023 sufrió un intenso episodio de acreción que permitió estudiar con gran detalle cómo se alimenta un agujero negro.
🕳️ ¿Qué telescopio permitió realizar este descubrimiento?
Las observaciones principales se realizaron con el instrumento X-Shooter instalado en el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral, en Chile.
🕳️ ¿Por qué cambia este estudio nuestra visión de los agujeros negros?
Porque demuestra que no son simples sumideros gravitatorios. También redistribuyen materia y energía hacia el espacio mediante poderosos vientos y chorros, lo que afecta a la evolución de los sistemas estelares.
ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA
Información facilitada por la Universidad de Warwick
Fuente: N .Castro Segura, K. Solomons, J. M. Corral-Santana, C. Knigge, P. A. Charles, M. Brigitte, S. Fijma, M. Díaz Trigo, A. Gúrpide, D. A. H. Buckley, F. Carotenuto, A. J. Castro-Tirado, D. L. Coppejans, M. Georganti, A. Hughes, K. S. Long, J. Matthews, I. Monageng, I. Pelisoli, T. D. Russell, D. Steeghs, J. Svoboda, A. J. Tetarenko, F. M. Vincentelli, A. G. W. Wallis. Optical outburst evolution of the transient black hole X-ray binary Swift J1727.8−1613: disc response to jet ejections and late-outburst emergence of powerful disc winds. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2026). DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stag1175
