El cosmos ha regalado un regalo a un grupo de científicos que buscaban uno de los fenómenos más esquivos del cielo nocturno. Su estudio, presentado en Science Advances, informa sobre las primeras observaciones de un vórtice giratorio en el espacio-tiempo causado por un agujero negro que gira rápidamente.
El proceso, conocido como precesión Lense-Thirring o arrastre de marco, describe cómo los agujeros negros retuercen el espacio-tiempo que los rodea, arrastrando objetos cercanos como estrellas y oscilando sus órbitas en el camino.
Descubrimiento del efecto vórtice giratorio
El equipo, dirigido por los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia China de Ciencias, examinó AT2020afhd, un evento de disrupción de marea (EDM) en el que una estrella fue destrozada por un agujero negro supermasivo. Alrededor del agujero negro se formó un disco giratorio compuesto por los restos de la estrella, del cual emanaron potentes chorros de materia a una velocidad cercana a la de la luz.
Mediante cambios rítmicos en las señales de rayos X y radio provenientes del evento, el equipo observó que el disco y el chorro oscilaban al unísono, repitiéndose cada 20 días.
Confirmación de la predicción de Einstein
Teorizada inicialmente por Einstein en 1913 y definida matemáticamente por Lense y Thirring en 1918, la observación confirma una predicción de la relatividad general, ofreciendo a los científicos nuevas vías para el estudio del giro de los agujeros negros, la física de acreción y la formación de chorros.
El Dr. Cosimo Inserra, profesor adjunto de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Cardiff y uno de los coautores del artículo, declaró: «Nuestro estudio muestra la evidencia más convincente hasta la fecha de la precesión de Lense-Thirring: un agujero negro que arrastra el espacio-tiempo consigo, de forma muy similar a como una peonza arrastra el agua a su alrededor en un remolino».
«Este es un verdadero regalo para los físicos, ya que confirmamos predicciones hechas hace más de un siglo». No solo eso, sino que estas observaciones también nos revelan más sobre la naturaleza de los TDE, cuando una estrella es destrozada por las inmensas fuerzas gravitacionales ejercidas por un agujero negro.
A diferencia de los TDE estudiados anteriormente, que presentan señales de radio estables, la señal de AT2020afhd mostró cambios a corto plazo que no pudimos atribuir a la liberación de energía del agujero negro y sus componentes circundantes. Esto confirma aún más el efecto de arrastre en nuestra mente y ofrece a los científicos un nuevo método para sondear los agujeros negros.
Cómo observó el fenómeno el equipo
El equipo modeló datos de rayos X del Observatorio Neil Gehrels Swift (Swift) y datos de señales de radio del Very Large Array (VLA) Karl G. Jansky para identificar el efecto de arrastre de trama. Un análisis más profundo de la composición, estructura y propiedades de la materia cósmica mediante espectroscopia electromagnética les permitió describir e identificar el proceso.
«Al demostrar que un agujero negro puede arrastrar el espacio-tiempo y crear este efecto de arrastre de marco, también comenzamos a comprender la mecánica del proceso», explica el Dr. Inserra. «Así, de la misma manera que un objeto cargado crea un campo magnético al girar, observamos cómo un objeto giratorio masivo —en este caso, un agujero negro— genera un campo gravitomagnético que influye en el movimiento de las estrellas y otros objetos cósmicos cercanos.
«Es un recordatorio para nosotros, especialmente durante la temporada festiva, mientras contemplamos el cielo nocturno con asombro, de que tenemos a nuestro alcance la oportunidad de identificar objetos cada vez más extraordinarios en todas las variaciones y sabores que la naturaleza ha producido.»
Con información de Science
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