CHORROS DE RAYOS X DE UN AGUJERO NEGRO QUE DISPARA RAYOS CÓSMICOS
Algunas de las partículas más energéticas de nuestra Galaxia podrían proceder de microcuásares: un agujero negro o una estrella de neutrones que se alimenta de una estrella compañera y lanza chorros relativistas. Redes terrestres como Tibet ASγ, HAWC y LHAASO han detectado rayos gamma por encima de 100 TeV procedentes de varios de ellos. Eso convierte a los microcuásares en una nueva clase de PeVatrones: aceleradores capaces de llevar partículas hasta un petaelectronvoltio, mil billones de electronvoltios.
El primero identificado fue SS 433 con su nebulosa W50. El segundo fue V4641 Sagittarii.
Un campeón de los rayos gamma
V4641 Sgr es el microcuásar más luminoso en rayos gamma de TeV. Su resplandor de rayos gamma, detectado hasta 0,8 PeV, se extiende por cerca de un grado de cielo, con uno de los espectros más «duros» entre las fuentes de TeV de la Galaxia. En su corazón: un agujero negro de 6,4 masas solares y una estrella compañera de 2,9 masas solares, a unos 6,2 kiloparsecs de distancia. El sistema entró en erupción con fuerza en 1999 y desde entonces se ha avivado aproximadamente cada dos años; durante el estallido de 1999 se observaron chorros de radio.
Sin embargo, los telescopios de rayos X lo habían observado sobre todo durante los estallidos, cuando la fuente central eclipsa todo lo demás. El satélite XRISM había visto un indicio de rayos X extendidos en 2024, pero justo después de un estallido y solo en parte de la región.
Esperar al silencio
Naomi Tsuji (Universidad de Tokio y RIKEN), Caterina Tresoldi (INAF–Observatorio de Brera) y una cuarentena de colegas de Japón, Italia, Estados Unidos, China, Canadá, Francia y otros lugares eligieron la estrategia contraria. Tras comprobar con otros instrumentos que el agujero negro estaba en calma, apuntaron el telescopio XMM-Newton a toda la región de rayos gamma en septiembre de 2025: cuatro apuntados de 30 a 40 kilosegundos cada uno. La fuente central era entonces unos tres órdenes de magnitud más débil que durante la observación de XRISM.
El campo resultó estar repleto de fuentes puntuales —estrellas activas, enanas blancas, galaxias lejanas—, que el equipo enmascaró para buscar luz difusa.
Mapas de XMM-Newton de la región de V4641 Sgr (estrella) con los contornos de rayos gamma de H.E.S.S. en blanco; a la derecha, las dos nuevas fuentes extendidas de rayos X, n1 y s1. — Figura 1, Tsuji, Tresoldi et al. (2026), arXiv:2610.02966.
Dos nudos en el eje del chorro
En la banda de 2 a 5 keV destacan dos manchas extendidas, llamadas n1 (norte) y s1 (sur) por analogía con los nudos conocidos de SS 433. Se encuentran a unos 23 y 25 parsecs del sistema binario, más o menos alineadas con el eje del chorro de radio (a menos de 16° y 10°), y dentro de la emisión de rayos gamma. Significación de la detección: 20 sigma para n1 y 7 sigma para s1; n1 aparece en dos observaciones distintas.
Es la primera detección de estructuras de chorro en rayos X de decenas de parsecs de longitud en este sistema. Estas estructuras solo se conocen en un puñado de binarias de rayos X.
Su espectro es una ley de potencias suave, sin las líneas de emisión de un gas caliente; un modelo térmico se ajusta mucho peor. Los autores lo interpretan como radiación sincrotrón: electrones con energías de varios TeV que giran en espiral en un campo magnético.
Un campo débil, reforzado localmente
Modelizar juntos los rayos X y los rayos gamma —los mismos electrones producen ambos— da un campo magnético de solo 3 a 5 microgauss en los nudos, y de 1 a 2 microgauss o menos en el resto de los lóbulos de rayos gamma. El campo es débil, pero está amplificado localmente.
Esta es la diferencia clave con SS 433, cuyos nudos están a distancias similares: SS 433 brilla unas diez veces más en rayos X que en rayos gamma, y V4641 Sgr unas diez veces menos, porque su campo es más débil. Los autores proponen un chorro menos potente en promedio, o un entorno más tenue, ya que V4641 Sgr se encuentra unos 5 grados por debajo del plano galáctico.
Quedan abiertas dos interpretaciones: los nudos pueden ser los propios lugares de aceleración, donde el chorro sufre un choque, o estructuras situadas más abajo en la corriente. Para alcanzar energías de PeV en un campo así a lo largo de unos 5 parsecs, el chorro tendría que moverse a al menos una décima parte de la velocidad de la luz. Tampoco se pueden descartar partículas producidas por protones en lugar de electrones.
Mirar fuera del centro
Los autores advierten de que fuentes puntuales no resueltas podrían seguir contribuyendo, y de que el aspecto difuso puede deberse en parte a la resolución limitada. Hay observaciones de Chandra y NuSTAR programadas. Un artículo complementario con el satélite Einstein Probe describe estructuras de rayos X coherentes con estas. Su consejo a otros astrónomos es sencillo: apuntar lejos del centro brillante, durante las fases de calma, y buscar los nudos.