Los agujeros negros generan... peonzas cósmicas
Un nuevo estudio revela que los discos de acreción ultraluminosos también podrían oscilar como una peonza cuando el agujero negro gira. Este descubrimiento plantea preguntas sobre el origen de algunas fluctuaciones cósmicas observadas.
Densidad (azul) y factor de Lorentz (naranja) visualizados.
A la derecha, distribución de densidad cerca del agujero negro (círculo blanco relleno).
Crédito: The Astrophysical Journal (2024).
Llevada a cabo por la Universidad de Tsukuba, la simulación hidrodinámica permitió modelar esta precesión para discos ultraluminosos. Este fenómeno, nunca antes observado a esta escala, demuestra la influencia del giro del agujero negro.
Esta oscilación podría influir no solo en la dirección de los chorros de plasma, sino también en la luminosidad emitida por estos discos. Las variaciones periódicas de luminosidad, hasta ahora poco comprendidas, encontrarían así una explicación en la rotación del agujero negro. Los agujeros negros ultraluminosos generan una radiación intensa, cercana al límite de Eddington. La simulación basada en la relatividad general arroja luz sobre su comportamiento y abre la puerta a nuevas investigaciones sobre estos objetos extremos.
Los investigadores planean comparar sus resultados con datos de observación a largo plazo para confirmar la rotación de los agujeros negros. Esto podría proporcionar pistas esenciales sobre la estructura del espacio-tiempo alrededor de estos cuerpos celestes. Estos descubrimientos prometen aportar pruebas cruciales sobre la relatividad general y la física de los agujeros negros, revelando la influencia de su giro en el cosmos.
¿Qué es un disco de acreción?
Un disco de acreción se forma alrededor de un objeto astronómico masivo, como un agujero negro, una estrella de neutrones o una estrella joven. La materia circundante, atraída por la gravedad, se arremolina en espiral alrededor de dicho objeto, formando un disco. A medida que esta materia cae hacia el objeto central, se calienta y emite una gran cantidad de energía en forma de luz y radiación. Es uno de los procesos energéticos más eficientes del Universo.
Los discos de acreción no se limitan a los agujeros negros. También se observan alrededor de estrellas en formación o en sistemas binarios donde una estrella atrae la materia de su compañera. Su dinámica depende de la gravedad y la rotación del objeto central, así como de las fuerzas que actúan sobre el gas y el polvo.
¿Qué es el límite de Eddington?
El límite de Eddington corresponde a un límite teórico de luminosidad que un objeto astronómico, como una estrella o un agujero negro, puede alcanzar sin expulsar la materia que lo rodea. Ocurre cuando la presión de la radiación producida por el objeto se iguala con la fuerza gravitatoria que atrae la materia hacia él.
Cuando este límite se supera, la radiación empuja la materia hacia afuera, impidiendo una acumulación adicional. Este límite es crucial en los discos de acreción, especialmente alrededor de los agujeros negros, donde determina la cantidad de materia que puede ser absorbida antes de que la radiación expulse el resto.