Científicos dicen que el agujero negro en el centro de nuestra galaxia gira rápido y arrastra el espacio-tiempo

(CNN) – El agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, Sagitario A*, está girando rápidamente y alterando el espacio-tiempo a su alrededor, según un nuevo estudio.

El espacio-tiempo es el continuum de cuatro dimensiones que describe cómo vemos el espacio, fusionando el espacio en unidimensional y el espacio tridimensional juntos para representar el tejido espacial que se curva en respuesta a cuerpos celeste masivos.

Un equipo de físicos observó el agujero negro, que se encuentra a 26.000 años luz de la Tierra, con el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA, un telescopio diseñado para detectar las emisiones de rayos X de las regiones calientes del universo. Calcularon la velocidad rotacional de Sagitario A*s usando lo que se conoce como el método de salida, que analiza las ondas de radio y las emisiones de rayos X que se pueden encontrar en el material y los gases que rodean los agujeros negros, también conocido como el disco de acreción, según el estudio publicado el 21 de octubre en los Avisos Mensuales de la Real Sociedad Astronómica.

Los investigadores confirmaron que el agujero negro está girando, lo que causa lo que se conoce como el efecto Lense-Thirring. También conocido como el arrastre de marco, el efecto Lense-Thirring es lo que sucede cuando un agujero negro arrastra el espacio-tiempo junto con su giro, dijo la autora principal del estudio Ruth Daly, una profesora de física de la Universidad Estatal de Penn que diseñó el método de salida hace más de una década.

Desde la invención del método de salida, Daly ha estado trabajando para determinar el giro de varios agujeros negros y fue autor de un estudio de 2019 que exploró más de 750 agujeros negros supermasivos.

Con este giro, Sagitario A* alterará dramáticamente la forma del espacio-tiempo en sus cercanías, dijo Daly. Estábas acostumbrado a pensar y vivir en un mundo donde todas las dimensiones espaciales son equivalentes – la distancia al techo y la distancia a la pared y la distancia al suelo … todos son lineales, no como uno está totalmente aplastado en comparación con los demás.

Pero si tienes un agujero negro giratorio rápidamente, el espacio-tiempo alrededor de ella no es simétrico – el agujero negro giratorio está arrastrando todo el espacio-tiempo alrededor con él … se abilla por el espacio-tiempo, y parece una especie de fútbol, dijo.

La alteración del espacio-tiempo no es nada de qué preocuparse, pero iluminar este fenómeno podría ser muy útil para los astrónomos, dijo Daly.

Es una herramienta maravillosa para entender el papel que juegan los agujeros negros en la formación y evolución de la galaxia, dijo. El hecho de que son entidades dinámicas que se pueden girar … y luego que pueden impactar la galaxia que esto está sentado en “es muy emocionante y muy interesante”.

El giro de los agujeros negros supermasivos

El giro de un agujero negro se le da un valor de 0 a 1, con 0 lo que significa que el agujero negro no está girando, y 1 siendo el valor máximo de giro. Anteriormente, no había consenso sobre un valor para el giro de Sagitario A*, dijo Daly.

Con el método de salida, que es el único método que utiliza tanto información de la salida como del material en las cercanías del agujero negro, dijo Daly, Sagitario A* se encontró que tenía un valor de momento angular de giro entre 0,84 y 0,96, mientras que M87* un agujero negro en el cúmulo de galaxia Virgo que es de 55 millones de años luz de la Tierra, se encontró que gira al valor de 1 (con una mayor incertidumbre de más o menos 0,2) y está cerca del máximo para su masa.

Mientras que el equipo había encontrado que los dos agujeros negros giran a ritmos similares, M87* es mucho más masivo que Sagitario A*, dijo Daly, así que Sagitario A* tiene menos distancia para cubrir y gira más veces por un giro de M87*.

Sagitario A* está girando mucho más rápidamente (en comparación), no porque tenga un mayor momento angular de giro, sino porque tiene menos distancia para viajar cuando va alrededor una vez, explicó Daly.

Agujeros negros e historia galáctica

Conociendo la masa y el giro de un agujero negro ayuda a los astrónomos a entender cómo el agujero negro pudo haberse formado y evolucionado, dijo Daly.

Los agujeros negros que se formaron como resultado de la fusión de agujeros negros más pequeños normalmente verían un bajo valor de giro, dijo Dejan Stojkovic, profesor de cosmología en la Universidad de Búfalo que no estuvo involucrado en el estudio. Sin embargo, un agujero negro que se hizo con la acreción de gas circundante vería un alto valor de giro.

La velocidad a la que Sagitario A* está girando indica que una porción significativa de la masa del agujero negro provenía de la acreción, dijo.

La cuestión de si nuestro agujero negro galáctico central gira o no, o cuán rápido gira, es muy importante, dijo Stojkovic en un correo electrónico.

En última instancia, queremos medir las propiedades del centro de nuestra galaxia lo mejor posible. De esta manera podemos aprender sobre la historia y la estructura de nuestra galaxia, poner a prueba nuestras teorías, o incluso inferir la existencia de algunos objetos muy interesantes e intrigantes como agujeros de gusano, agregó Stojkovic, quien fue el autor principal de un estudio de 2019 sobre las estructuras hipotéticas.