🌀 Una estrella revela el arrastre del espacio-tiempo cerca de un agujero negro
Estos movimientos periódicos encuentran su origen en un efecto sutil de la relatividad general. Cuando un objeto masivo gira rápidamente, arrastra el espacio-tiempo a su alrededor, un poco como una hélice en rotación crearía un remolino en el agua. Esta interacción, conocida como precesión de Lense-Thirring, había sido teorizada pero raramente detectada con tal claridad.
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Para investigar este fenómeno, el estudio se centró en un evento específico, designado AT2020afhd, combinando datos en rayos X y ondas de radio. Los investigadores notaron fluctuaciones regulares en las emisiones, con un ciclo que se repite cada veinte días terrestres. Estas modulaciones sincronizadas entre el disco de acreción y los chorros de plasma permitieron confirmar la hipótesis de un arrastre del espacio-tiempo.
Estos resultados ofrecen un nuevo método para estudiar la rotación de los agujeros negros y su comportamiento durante la absorción de materia estelar. Cosimo Inserra, de la Universidad de Cardiff, indicó que estas observaciones constituían un avance significativo para probar las predicciones de la relatividad general. También enriquecen nuestra comprensión de los mecanismos en juego durante la destrucción de las estrellas.
Por otra parte, el fenómeno observado puede compararse con la generación de un campo gravitomagnético por un objeto masivo en rotación. De la misma manera que una carga eléctrica en movimiento produce un campo magnético, un agujero negro en rotación influye en el movimiento de los cuerpos celestes cercanos.
La detección de este tipo de oscilación en un evento de perturbación de marea era hasta ahora rara. Las señales de radio usualmente estables aquí presentaron fluctuaciones a corto plazo, excluyendo otras explicaciones relacionadas con la liberación de energía. Estos trabajos están publicados en Science Advances.
Los agujeros negros supermasivos y su influencia
En el centro de la mayoría de las galaxias, incluida la nuestra, se encuentran agujeros negros supermasivos. Estos objetos concentran una masa equivalente a millones, incluso miles de millones de veces la del Sol en un volumen reducido. Su atracción gravitacional es tan intensa que nada, ni siquiera la luz, puede escapar una vez pasado el horizonte de eventos.
La presencia de tal gigante afecta profundamente su entorno galáctico. Puede deformar las órbitas de las estrellas cercanas, acelerar la materia hasta velocidades extremas y emitir radiaciones intensas. Estos procesos juegan un papel importante en la evolución de las galaxias, influyendo en la formación estelar y la distribución de la materia.
La rotación de un agujero negro supermasivo añade una dimensión adicional a su impacto. Como un objeto masivo en movimiento, puede arrastrar el espacio-tiempo a su alrededor, modificando la trayectoria de la materia en órbita. Este efecto, aunque débil, se vuelve medible en condiciones específicas, como durante interacciones violentas con una estrella.
Comprender estos mecanismos ayuda a explicar fenómenos observables, como los chorros de plasma emitidos a velocidades cercanas a la de la luz. Estas estructuras, a menudo simétricas, provienen de las regiones polares del agujero negro y se extienden a distancias intergalácticas, transportando energía a través del cosmos.
Los eventos de perturbación de marea
Cuando una estrella se acerca demasiado a un agujero negro supermasivo, sufre fuerzas de marea extremas. Estas fuerzas estiran la estrella en la dirección de la atracción mientras la comprimen lateralmente, un proceso a menudo llamado 'espaguetificación'. La estrella así se deforma y se disloca parcialmente.
Los escombros estelares forman entonces un disco de acreción alrededor del agujero negro. En esta estructura, la materia gira a gran velocidad, calentándose por fricción y emitiendo una radiación intensa en diversas longitudes de onda. Esta fase luminosa permite a los astrónomos detectar y estudiar estos eventos desde la Tierra.
Una parte de la materia del disco es gradualmente atraída hacia el agujero negro, cruzando el horizonte de eventos. Otra fracción puede ser eyectada en forma de chorros colimados, propulsados por campos magnéticos poderosos. Estas emisiones ofrecen pistas sobre las condiciones físicas reinantes cerca del agujero negro.
El estudio de estos eventos proporciona información sobre la densidad, composición y dinámica de las estrellas concernidas. También permite probar predicciones de la relatividad general en campos gravitacionales intensos, donde los efectos clásicos de las leyes de Newton ya no bastan para describir las observaciones.