Observan por primera vez la región de inmersión de un agujero negro

Observan por primera vez la región de inmersión de un agujero negro

Por primera vez, los astrónomos han observado la «región de inmersión» que rodea a un agujero negro, donde el material en órbita ya no puede resistir la atracción gravitacional y cae hacia adentro.

Esta región está predicha por las teorías de Einstein, pero hasta ahora ha escapado a la mirada de los científicos.

La mayoría de los agujeros negros extraen gas de las estrellas circundantes y se rodean de un disco de acreción.

Según las teorías de la gravedad de Einstein, hay un punto en el que cualquier partícula que se acerque demasiado a un agujero negro ya no podría continuar en una trayectoria circular.

En cambio, se precipita rápidamente hacia el interior, hacia el horizonte de sucesos, casi a la velocidad de la luz.

Aunque la materia en la región de inmersión de este agujero negro está condenada a caer hacia adentro, la luz aún puede escapar, lo que significa que debería ser posible observarla.

Ilustración etiquetada que muestra diferentes partes de un agujero negro.

Cómo se hizo el descubrimiento

Los discos de acreción generan una gran cantidad de rayos X, razón por la cual, contrariamente a la creencia popular, los agujeros negros brillan con mucha intensidad.

El equipo utilizó datos tomados por los observatorios de rayos X Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) y Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) para buscar la región de buceo.

Al centrarse en observaciones de pequeños agujeros negros cerca de la Tierra y compararlas con modelos informáticos, el equipo pudo encontrar la primera evidencia de gas empujado hacia el borde de un agujero negro.

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Imagen de la región cercana al centro de la Vía Láctea que muestra el agujero negro supermasivo Sagitario A*, una chimenea y un respiradero que canaliza materia cósmica hacia el exterior.  Capturado por el Observatorio de rayos X Chandra y el telescopio MeerKAT.  Crédito: Radiografía: NASA/CXC/Univ.  por Chicago/SC Mackey et al.  ;  Radio: NRF/SARAO/MeerKAT;  Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/N.  Lobo
Imagen de la región cercana al centro de la Vía Láctea que muestra el agujero negro supermasivo Sagitario A*, una chimenea y un respiradero que canaliza materia cósmica hacia el exterior. Radiografía: NASA/CXC/Univ. por Chicago/SC Mackey et al. ; Radio: NRF/SARAO/MeerKAT; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/N. Lobo

“Esta es la primera vez que vemos cómo el plasma, liberado desde el borde exterior de una estrella, sufre su caída final hacia el centro de un agujero negro, un proceso que tiene lugar en un sistema ubicado hace aproximadamente 10.000 años-luz”, dice Andrew Mummery de la Universidad de Washington. Oxford, quien dirigió el estudio.

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“Piense en ello como un río que se convierte en una cascada; hasta ahora hemos estado mirando el río.

«Esta es nuestra primera vista de la cascada. Lo que es realmente emocionante es que hay muchos agujeros negros en la Galaxia, y ahora tenemos una nueva y poderosa técnica para usarlos para estudiar los campos gravitacionales más fuertes conocidos».

El agujero negro supermasivo de la galaxia M87 fue fotografiado por el telescopio Event Horizon y anunciado al mundo en abril de 2019. Crédito: EHT Collaboration
El agujero negro supermasivo de la galaxia M87 fue fotografiado por el telescopio Event Horizon y anunciado al mundo en abril de 2019. Crédito: EHT Collaboration

Una edad de oro para los agujeros negros

Este es el siglo de la física de los agujeros negros. Además de estos nuevos resultados, las ondas gravitacionales nos hablan de colisiones de agujeros negros.

La próxima misión LISA revelará fusiones de agujeros negros supermasivos.

Los experimentos de sincronización de púlsares también investigan estos eventos, mientras que una de las grandes sorpresas del Telescopio Espacial James Webb es la rapidez con la que crecieron los agujeros negros en el Universo temprano.

El equipo de Event Horizon está realizando películas del anillo de luz alrededor del agujero negro en el centro de nuestra galaxia y del agujero negro de M87, y añadiendo nuevos telescopios a su red.

De manera lenta pero segura, estamos obteniendo información sobre el comportamiento de los agujeros negros, con un nivel de detalle nunca antes alcanzado. Esperemos que no tarden mucho en sorprendernos.

www.ox.ac.uk

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