El telescopio INTEGRAL detecta llamaradas de rayos X nunca vistas en Cygnus X-1, el agujero negro más famoso de la Vía Láctea
Durante apenas unos minutos, Cygnus X-1 desató las llamaradas de rayos X más intensas jamás registradas, sorprendiendo a los astrónomos tras dos décadas de observación constante. El hallazgo del telescopio espacial INTEGRAL abre un nuevo capítulo en el estudio de los agujeros negros y la física extrema del cosmos.
Por Enrique Coperías
El agujero negro llamado Cygnus X-1 se formó cuando una gran estrella se derrumbó. Este agujero negro atrae materia de la estrella azul que está a su lado, a una distancia comparable a la que separa el Sol de Mercurio. Cortesía: NASA, CXC, Melissa Weiss (CXC)
El 10 de julio de 2023, el telescopio espacial europeo INTEGRAL fue testigo de un fenómeno que ha dejado atónitos a los astrofísicos: tres llamaradas de rayos X tan brillantes y potentes que superan todo lo registrado en más de dos décadas de seguimiento de Cygnus X-1, uno de los agujeros negros más estudiados del cielo.
Durante apenas diez minutos cada una, estas explosiones de energía multiplicaron por más de quince el brillo habitual del sistema, que alcanzó luminosidades cercanas al 10% de la potencia de Eddington, el límite teórico en que la radiación compacta de un objeto empieza a contrarrestar la gravedad que lo alimenta. Y lo hicieron de manera súbita, casi sin modificar el espectro de rayos X que caracteriza a la fuente, como si el motor central hubiera decidido pisar a fondo el acelerador, pero sin cambiar de marcha.
Este hallazgo, publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, no solo pone a prueba nuestra comprensión sobre los procesos de acreción en agujeros negros, o sea, el el proceso por el cual el agujero negro atrae y engulle materia (gas, polvo e incluso estrellas cercanas) debido a su enorme gravedad, sino que también reabre preguntas sobre el papel de los chorros relativistas y de los vientos estelares en la dinámica de estos sistemas binarios extremos.
Qué es Cygnus X-1 y por qué es tan importante
Cygnus X-1 no es un desconocido para los astrónomos. Descubierto en 1964, fue el primer candidato a agujero negro identificado en la Vía Láctea. Situado a unos 2.200 años luz de la Tierra, en la constelación del Cisne, está formado por un agujero negro de veintiuna masas solares y una estrella supergigante azul, HDE 226868, que lo orbita cada 5,6 días a una distancia comparable a la que separa el Sol de Mercurio.
El sistema ha sido observado de forma continua durante casi medio siglo por satélites como el Ariel V, el Ginga, el RXTE y el Swift, y es un laboratorio único para estudiar cómo los agujeros negros de masa estelar devoran materia y lanzan chorros de plasma a velocidades cercanas a la de la luz.
En condiciones normales, Cygnus X-1 muestra dos estados principales:
✅ Estado duro, donde domina la radiación de rayos X producida por electrones calientes que dispersan la luz del disco de acreción.
✅ Estado blando, en el que brilla principalmente la emisión térmica del disco de gas incandescente que cae hacia el agujero negro.
Entre ambos se produce un estado intermedio, asociado a transiciones rápidas y a menudo inestables, donde suelen registrarse fenómenos de mayor variabilidad.
Las llamaradas de rayos X detectadas por INTEGRAL
Fue en ese estado intermedio cuando, de forma inesperada, INTEGRAL detectó tres llamaradas de una intensidad sin precedentes. Cada una duró unos 400 segundos, con subidas y caídas de brillo en apenas diez segundos. El detector IBIS del satélite midió un aumento de flujo diez veces mayor de lo habitual en el estado duro, y más de veinte veces por encima de cualquier episodio anterior registrado por este instrumento en Cygnus X-1.
Los cálculos indican que las llamaradas liberaron energías totales de entre 3 y 5 × 10^40 ergios cada una, lo que equivale a lo que el Sol emite en varios miles de años comprimido en minutos.
Lo más intrigante es que, pese a esta violencia, el espectro de rayos X apenas cambió. Los índices de fotones y los puntos de corte de energía se mantuvieron prácticamente iguales, con solo una ligera tendencia al ablandamiento en la segunda llamarada. En otras palabras: la máquina seguía funcionando de la misma manera, pero de pronto liberaba un caudal descomunal.
Posibles explicaciones científicas
Los investigadores manejan varias hipótesis para explicar estas explosiones súbitas:
1️⃣ Evento de eyección de material: es posible que el agujero negro expulsara parte del plasma en una especie de minierupción del chorro relativista, o sea, el flujo de partículas que sale disparado desde las cercanías de un agujero negro a velocidades cercanas a la de la luz.. Este escenario recuerda a lo que se observa en otros sistemas binarios cuando cambian de estado, aunque aquí la magnitud fue mucho mayor.
2️⃣ Reestructuración del jet: los chorros de Cygnus X-1 podrían haber experimentado una reorganización interna, liberando de golpe energía almacenada en campos magnéticos.
3️⃣ Interacción con el viento estelar: la estrella compañera expulsa un viento intenso y fragmentado, con grumos de gas denso. Si uno de estos grumos chocó con el chorro, la colisión podría haber generado una llamarada brillante. De hecho, el evento ocurrió cerca de la conjunción superior del agujero negro, cuando más material de la estrella pasa por nuestra línea de visión.
Ninguna de estas explicaciones es completamente satisfactoria. Si el origen estuviera en los grumos del viento, ¿por qué se produjeron tres llamaradas seguidas y no solo una? Y si fue una eyección de plasma, ¿por qué no se detectó un aumento correlativo en radio, como suele ocurrir? Observaciones con el radiotelescopio AMI antes y después de las llamaradas no mostraron nada extraordinario.
Una rareza en dos décadas de vigilancia
Lo que más subrayan los autores es el carácter excepcional y rarísimo del fenómeno. En veintiún años de datos de INTEGRAL —con más de 20 millones de segundos de exposición acumulada— nunca se había visto nada parecido. Tampoco en los quince años de observación con el Rossi X-ray Timing Explorer entre 1997 y 2012.
Esto convierte a las llamaradas de 2023 en un hallazgo único, que podría no repetirse en décadas. Para los astrónomos, es una llamada de atención sobre la necesidad de seguir vigilando incluso los objetos más conocidos, porque siempre pueden sorprendernos.
En palabras de los investigadores, «Estos resultados ilustran la necesidad de mantener el monitoreo continuo de fuentes supuestamente bien estudiadas, porque solo así podemos atrapar eventos dramáticos y muy poco frecuentes».
La importancia de estar mirando en el momento oportuno
El episodio pone de relieve también el valor de las misiones de largo recorrido. INTEGRAL lleva en el espacio desde 2002, operado por la Agencia Espacial Europea (ESA). Su capacidad para observar rayos X y gamma con gran sensibilidad ha permitido no solo estudiar agujeros negros, sino también explosiones de supernovas, púlsares y núcleos de galaxias activas.
Pero ningún diseño de misión puede garantizar que uno de estos raros destellos ocurra durante las observaciones. Aquí, la combinación de serendipia y persistencia resultó decisiva: el equipo estaba realizando una campaña rutinaria de seguimiento de Cygnus X-1 cuando apareció la señal.
La detección fue tan inesperada que se activaron revisiones para descartar otras posibles fuentes de contaminación, como ráfagas de rayos gamma o actividad de otras estrellas cercanas. Tras múltiples comprobaciones, quedó claro que la señal procedía inequívocamente de Cygnus X-1.
Un laboratorio natural para la física extrema
Más allá de la sorpresa, estas llamaradas o flares son una oportunidad única para poner a prueba los modelos de acreción y emisión de agujeros negros. La escala temporal —minutos— apunta a procesos que ocurren en regiones del tamaño de la órbita Tierra-Luna, diminutas en términos astronómicos pero gigantescas en energía.
Algunos teóricos sugieren que eventos de este tipo podrían estar relacionados con reconexiones magnéticas, similares a las que producen llamaradas solares, pero en un contexto mucho más extremo, con campos magnéticos y plasmas cerca del horizonte de sucesos.
Otros recuerdan que fenómenos semejantes se han visto en sistemas como V404 Cygni (un microcuásar y un sistema estelar binario de rayos X) o GRS 1915+105 (un sistema binario de rayos X, compuesto por una estrella y un agujero negro), aunque con características distintas. El caso de Cygnus X-1 añade ahora una pieza inesperada al rompecabezas.
Cygnus X-1, situado a unos 10.000 años luz, fue el primer objetivo de calibración de INTEGRAL. Este sistema binario está formado por un agujero negro que devora a su estrella compañera, la supergigante azul HDE 226868, de 31.000 grados de temperatura superficial y con una órbita de 5,6 días. Cortesía: ESA. Illustration by the Integral team and ESA/ECF
El futuro: vigilar lo imprevisible
El artículo rinde también homenaje a la astrofísica Katja Pottschmidt, investigadora clave en el campo del estudio del tiempo en agujeros negros, fallecida en junio de 2025. Su nombre figura entre los autores, y sus colegas destacan que sin su apoyo y visión estos avances no habrían sido posibles.
Es un recordatorio de que detrás de los telescopios y gráficos hay siempre personas que dedican su vida a entender el cosmos.
Dicho esto, la detección de las llamaradas de Cygnus X-1 abre nuevas preguntas. Estas son algunas que plantean los autores del descubrimiento:
✅ ¿Son fenómenos recurrentes, pero extremadamente raros?
✅ ¿Podrían estar vinculados a fases orbitales concretas o a condiciones específicas del viento estelar?
✅ ¿Se producen en otros agujeros negros, pero aún no hemos tenido la suerte de observarlos?
Para responderlas, los astrónomos apuestan por seguir acumulando datos. Misiones como INTEGRAL, aunque veteranas, siguen siendo insustituibles. Y los futuros telescopios de rayos X de alta energía, como ATHENA de la ESA o XRISM de la JAXA y la NASA, podrán aportar espectros más detallados y sensibles.
Mientras tanto, el mensaje es claro: incluso los objetos más familiares del firmamento esconden secretos capaces de sacudir nuestra comprensión. Y Cygnus X-1, el agujero negro más célebre, aún tiene cartas guardadas.
👉 Las llamaradas de rayos X del 10 de julio de 2023 son un recordatorio de que la naturaleza no se ajusta siempre a nuestras categorías. Un agujero negro que creíamos conocer al milímetro ha mostrado un comportamiento radicalmente nuevo, difícil de encajar en los modelos actuales.
En ciencia, lo extraordinario suele ser lo más revelador. Cygnus X-1 nos ha dado un destello —o tres— de su poder oculto. Y aunque haya durado apenas unos minutos, su eco seguirá alimentando debates y teorías durante años.
Fuente: Philipp Thalhammer et al. Unprecedentedly bright X-ray flaring in Cygnus X-1 observed by INTEGRAL. arXiv (2025). DOI:
https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.20874
