🔭 El satélite japonés de rayos X XRISM lleva 3 años en órbita con la tapa de su instrumento principal atascada. Aun así, ha logrado ubicar el punto desde el que un agujero negro gigante, a unos 420 millones de años luz, lanza su chorro. La clave: los rayos X que importaban nunca fueron los que la tapa bloquea.

Una tapa que no se abre

XRISM (se pronuncia "crism") despegó de Japón el 7 de septiembre de 2023 a bordo de un cohete H-IIA. La misión está liderada por la JAXA, con la NASA y la Agencia Espacial Europea como socias. Su instrumento estrella, Resolve, mide los rayos X como calor. Cada rayo X que llega al detector lo calienta una pizca, y esa pizca revela su energía. Para notar cambios tan pequeños, el detector se enfría a 50 milikelvin, apenas por encima del cero absoluto.

Los dos observatorios de rayos X que la JAXA lanzó antes de XRISM, Suzaku e Hitomi, tuvieron problemas tras el lanzamiento. Suzaku perdió su espectrómetro. Hitomi, lanzado el 17 de febrero de 2016, dejó de responder el 26 de marzo, poco más de un mes después: entró en un giro descontrolado y se desintegró. XRISM se construyó para retomar la misión de Hitomi.

Delante de Resolve hay una tapa protectora, la llamada válvula de compuerta: una ventana de berilio reforzada con malla de acero. Servía para proteger el detector en tierra y debía abrirse en el espacio. La JAXA intentó abrirla 3 veces entre noviembre y diciembre de 2023. En septiembre de 2025 sacudió el instrumento con vibraciones en 12 ocasiones para soltar la tapa. Siguió cerrada. La JAXA cree que la vibración no fue lo bastante fuerte para liberar un haz de cables que la traba.

Resolve sigue funcionando a través de la ventana, pero con un costo. Según la JAXA, el berilio absorbe casi todos los rayos X por debajo de unos 1,8 keV, cuando el plan era abrir la tapa y ver hasta unos 0,3 keV, y además reduce la luz que entra a energías más altas. (El keV, o kiloelectronvoltio, es la unidad con la que se mide la energía de los rayos X). Aurora Simionescu, astrofísica del Instituto Neerlandés de Investigación Espacial (SRON), contó a Space.com en 2024 su gran decepción por no poder ver los rayos X de baja energía que necesita para estudiar el gas caliente que rodea las galaxias. En agosto de 2026, la JAXA informó a un comité científico del Gobierno japonés que había ampliado 3,5 años las operaciones principales de XRISM, hasta marzo de 2030, y que seguirá estudiando cómo abrir la tapa.

¿Por qué un agujero negro expulsa algo?

Se supone que los agujeros negros tragan. Sin embargo, algunos de los gigantes que ocupan el centro de las galaxias disparan chorros estrechos de plasma casi a la velocidad de la luz, y esos chorros influyen en cómo crecen sus galaxias.

La idea principal es que el chorro se alimenta del giro del agujero negro. Al rotar, el agujero negro retuerce las líneas de campo magnético a su alrededor como una cuerda que se enrolla, y esa energía acumulada empuja el gas hacia fuera. Para que funcione, debe haber campos magnéticos intensos muy cerca del agujero negro.

Esa condición choca con los agujeros negros que se alimentan mucho. Deberían estar rodeados por un disco de gas frío y delgado que llega casi hasta el borde, y se cree que esos discos retienen mal los campos magnéticos intensos. Un agujero negro glotón con un chorro potente parecía una contradicción.

El agujero negro del centro de la galaxia 3C 120 es justo de ese tipo. La galaxia está a unos 420 millones de años luz, en dirección a la constelación de Tauro, y el agujero negro tiene unos 60 millones de veces la masa del Sol. Según el equipo dirigido por Hirofumi Noda, de la Universidad de Tohoku, y Kazuhiro Hada, de la Universidad Municipal de Nagoya, engulle cada año materia equivalente a unas 100.000 Tierras mientras dispara un chorro intenso. El nuevo artículo sitúa su brillo entre el 10 % y el 20 % del techo teórico para un agujero negro de su masa. El de M87, que se hizo famoso en 2019 por ser el primero fotografiado, se queda en alrededor de una millonésima de ese techo.

El hierro como regla

La pista en rayos X la da el hierro. Los átomos de hierro del disco emiten rayos X con una energía muy precisa, 6,4 keV. Cerca de un agujero negro, esa línea nítida se emborrona. El gas que se acerca a nosotros parece desplazado hacia energías más altas, y la gravedad del agujero negro tira de la luz hacia abajo. Cuanto más se acerca el disco al agujero negro, más se estira la línea, así que la forma del borrón indica dónde está el borde interior del disco.

Esta regla tiene historia japonesa. En 1995, datos del satélite japonés ASCA mostraron una línea de hierro estirada por la gravedad alrededor del agujero negro de la galaxia MCG–6-30-15. Siguió un largo debate. Algunos astrónomos sospechaban que el estiramiento era una ilusión causada por gas que absorbía la luz por el camino, y los instrumentos anteriores a XRISM no podían distinguir una cosa de la otra. XRISM observó la misma galaxia en 2024 y confirmó que la línea ensanchada es real; ese artículo salió en diciembre de 2025, unos 30 años después del informe de ASCA.

La señal del hierro está muy por encima de las energías que la tapa bloquea. En su artículo, el equipo explica sin rodeos que, como la válvula estaba cerrada, limitó el análisis a 3–12 keV. El rasgo ancho del hierro que buscaban abarca aproximadamente de 4 a 7 keV, holgadamente dentro de esa ventana. La tapa les costó luz y parte del rango. No les costó la línea.

Un telescopio del tamaño de la Tierra

Para ver dónde empieza el chorro hacía falta la radio. Los radioastrónomos pueden conectar antenas de distintos continentes para que funcionen como un solo telescopio casi tan grande como el planeta, la misma técnica que produjo la imagen de M87 en 2019. El equipo usó 3 redes. La Global Millimeter VLBI Array (GMVA) observó a 3 mm con 18 estaciones en EE. UU., Europa, Corea del Sur, Chile y Groenlandia. La Very Long Baseline Array (VLBA) de EE. UU. aportó 10 estaciones a 7 mm y 2 cm. La East Asian VLBI Network (EAVN) sumó 10 estaciones en Japón, Corea del Sur y China a 1 cm.

La Universidad de Tohoku lo describe como la primera observación simultánea del mundo entre XRISM y una red internacional de radiotelescopios. Aquí "simultánea" significa la misma temporada, no la misma noche: XRISM observó 3C 120 del 19 al 24 de marzo de 2025, y la imagen de radio más nítida se tomó el 26 y 27 de abril de 2025. El artículo las trata como una sola campaña coordinada.

Un disco de vinilo sin surcos junto a la etiqueta

La línea de hierro muestra que el disco frío y plano termina a unos 20 radios gravitacionales, una unidad que depende de la masa del agujero negro y que equivale, a grandes rasgos, al tamaño del propio agujero negro. Para un agujero negro de este peso, eso son unas 12 veces la distancia entre la Tierra y el Sol, algo más allá de la órbita de Saturno. Por dentro de ese borde, el disco frío da paso a un flujo caliente e hinchado que alcanza cientos de millones de grados.

Las imágenes de radio muestran que el chorro se estrecha cada vez más al acercarse al agujero negro. Si se sigue hacia atrás, su base cabe en unos 10 radios gravitacionales o menos, justo en la zona donde el disco frío ya se ha cortado.

Es como un disco de vinilo cuyos surcos terminan mucho antes del centro: los surcos son el disco frío, la etiqueta lisa es el flujo caliente y el chorro sale disparado por el agujero del eje. Un flujo caliente e hinchado es el tipo de lugar que puede retener campos magnéticos intensos. El artículo vincula el chorro con ese flujo interior y señala el mecanismo del giro como el motor más probable, sin afirmar que esté demostrado. En el esquema del artículo, la contradicción no se resuelve cambiando la teoría, sino por el punto donde termina el disco.

Espectro de rayos X de 3C 120 medido por XRISM, imagen de radio de la base del chorro e ilustración de un disco frío que termina antes del agujero negro

Fuente: comunicado de prensa de la Universidad de Tohoku

Un agujero negro, y luego el siguiente

El resultado proviene de un solo agujero negro. El sitio japonés de noticias espaciales sorae, citando a la Universidad de Tohoku, informa que el equipo está llevando la misma observación a agujeros negros más masivos para ver si el esquema se repite.

A octubre de 2026, la tapa de Resolve sigue cerrada, y los rayos X de baja energía que Simionescu quería siguen fuera de alcance. Aun así, el satélite construido para retomar la misión de Hitomi sigue entregando resultados como este, con tapa y todo. Por qué los agujeros negros crecieron tan rápido en el universo temprano es otro misterio, que tratamos en nuestro artículo sobre los "pequeños puntos rojos".

¿Hay en su país alguna sonda o telescopio que siguió dando buena ciencia después de que algo se rompiera a bordo?

Referencias