El universo ha proporcionado un avance poco común para los investigadores que persiguen uno de los efectos más difíciles de capturar en el cielo nocturno.
Reportado en consulta Avances de la cienciaLos científicos describen la primera observación de una rotación en espiral en el espacio-tiempo asociada con un agujero negro que gira rápidamente.
Primera evidencia de arrastre del marco de un agujero negro
Este fenómeno se llama precesión de lanzamiento de lentes o arrastre de fotogramas. Es la forma en que un agujero negro gira el espacio-tiempo a su alrededor, tirando de objetos cercanos como estrellas y haciendo tambalear sus trayectorias.
El equipo de investigación estuvo dirigido por el Observatorio Astronómico Nacional de la Academia de Ciencias de China con el apoyo de la Universidad de Cardiff. Se centraron en AT2020afhd, un evento de perturbación de mareas (TDE) en el que una estrella es destrozada por un agujero negro supermasivo.
A medida que la estrella se destruye, sus restos forman un disco giratorio alrededor del agujero negro. Desde este disco se lanzaron intensos chorros de materia a casi la velocidad de la luz.
Una oscilación cósmica de 20 días vista en rayos X y radio
Al rastrear los patrones repetidos de rayos X y señales de radio del evento, los investigadores encontraron que el disco y el chorro oscilaban juntos. El ritmo se repite en un ciclo de 20 días.
Einstein propuso por primera vez la idea detrás de este efecto en 1913, y luego Lens y Thuring la expresaron matemáticamente en 1918. Estas nuevas mediciones respaldan una predicción clave de la relatividad general y podrían ayudar a los científicos a investigar el giro de los agujeros negros, la física de acreción y cómo se forman los chorros.
Lector de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Cardiff y coautor del artículo. Cosimo Insera dijo: “Nuestra investigación muestra la evidencia más fuerte hasta ahora de precesión de torsión de lentes: un agujero negro arrastra el espacio-tiempo de la misma manera que una peonza puede arrastrar el agua.
“Este es un verdadero regalo para los físicos porque confirmamos las predicciones hechas hace más de un siglo. No sólo eso, sino que estas observaciones nos dicen más sobre la naturaleza de los TDE, cuando una estrella es destrozada por la enorme fuerza gravitacional ejercida por un agujero negro.
“A diferencia de estudios anteriores sobre TDE, que tienen señales de radio estables, la señal de AT2020afhd muestra fluctuaciones a corto plazo, que no pudimos atribuir a la liberación de energía del agujero negro y el material circundante. Esto confirma aún más el efecto de arrastre en nuestra mente y ofrece a los científicos un nuevo enfoque para los agujeros negros”.
Datos SWIFT y VLA más espectroscopia
Para precisar la señal de arrastre del cuadro, el equipo utilizó observaciones de rayos X del Observatorio Swift Neil Gehrels (SWIFT) y Carl G. Jansky analizó mediciones de radio del Very Large Array (VLA).
Examinaron la estructura, composición y comportamiento del material involucrado mediante espectroscopia electromagnética, lo que les ayudó a describir e identificar el efecto.
“Al demostrar que un agujero negro puede arrastrar el espacio-tiempo y crear este efecto de arrastre de cuadros, también hemos comenzado a comprender la mecánica del proceso”, explica el Dr. Insera.
“Entonces, de la misma manera que un objeto cargado crea un campo magnético a medida que gira, vemos cómo un objeto masivo en rotación (en este caso un agujero negro) crea un campo magnético gravitacional que afecta los movimientos de las estrellas y otros objetos cósmicos cercanos.
“Es un recordatorio para nosotros, especialmente durante la temporada festiva cuando contemplamos con asombro el cielo nocturno, que dentro de nuestra percepción se encuentra la oportunidad de detectar objetos más extraordinarios en toda la diversidad y sabor de la naturaleza”.
Se publica el artículo ‘Identificación de la compresión del chorro de disco en un evento de marea’ Avances de la ciencia.
