Los mecanismos detallados de cómo la materia cae sobre un agujero negro desde fuera del horizonte de sucesos han sido revelados en un nuevo artículo de investigación.
Como predijo la teoría de la gravedad de Einstein, llega un punto en el que la materia deja de orbitar el agujero negro y cae hacia abajo, lanzándose rápidamente más allá del punto de no retorno.
Ahora, con datos de rayos X de un agujero negro activo, finalmente hemos visto evidencia de la existencia de esta «zona de subducción».
«La teoría de Einstein predijo esta reciente caída, pero esta es la primera vez que hemos podido demostrar que sucedió». dice el físico teórico Andrew Mummery De la Universidad de Oxford en el Reino Unido.
«Piense en ello como un río que se convierte en una cascada; hasta ahora, hemos estado mirando el río. Esta es nuestra primera vista de una cascada».
La materia que llega a un agujero negro no sigue una línea recta. Da vueltas, como agua arremolinada, subiendo inexorablemente por el desagüe. Esta no es una analogía inútil: la comparación es acertada ya que los científicos utilizan agua en remolinos para estudiar los entornos que rodean los agujeros negros.
Estudiar los agujeros negros en sí es un poco difícil, porque el espacio-tiempo deformado que los rodea es muy extremo.
Pero hace décadas, el trabajo teórico de Albert Einstein predijo que la materia, a cierta distancia cercana a un agujero negro, ya no podría seguir una órbita circular estable y caería hacia abajo, como agua por el borde de ese mismo desagüe.
No hay razón para creer que este no sea el caso (la materia tiene que cruzar el horizonte de sucesos de alguna manera, y la teoría de la gravedad de Einstein ha resistido el escrutinio en todos los ámbitos), pero lo que los astrofísicos no están seguros es si lo haremos o no. capaz de detectarlo.
El trabajo de Mummery y sus colegas tuvo múltiples partes. Uno de esos experimentos consistió en desarrollar simulaciones y modelos numéricos que visualicen el área hundida para revelar qué tipo de luz emite. A continuación, necesitaban evidencia observacional que contuviera la misma emisión de la zona baja.
El agujero negro en cuestión fue encontrado en un sistema a unos 10.000 años luz de distancia llamado MAXI J1820+070. Este sistema contiene un agujero negro con una masa de aproximadamente 8,5 veces la masa del Sol y una estrella compañera binaria, de la que el agujero negro extrae material a medida que los dos objetos giran, alimentándose en ráfagas. Aparece como un destello de rayos X..
Los astrónomos han estado monitoreando este agujero negro para comprender mejor su comportamiento, por lo que los investigadores tuvieron acceso a datos de alta calidad obtenidos mediante rayos X. Nustar Y La más bella Instrumentos en órbita terrestre baja. Se centraron en particular en la explosión ocurrida en 2018.
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Estudios anteriores han indicado que se ha detectado un brillo adicional en las observaciones de esta explosión completamente inexplicable.
a Estudio 2020 Especuló que este brillo podría originarse dentro de la órbita circular más interna, la zona de buceo. Mummery y sus colegas estudiaron este brillo con especial cuidado y descubrieron que coincidía con la emisión que derivaron de sus simulaciones.
Los investigadores dicen que esto finalmente confirma la existencia de la región que se hunde, más allá de toda duda, brindándonos una nueva sonda del intenso sistema gravitacional en la región justo fuera del horizonte de sucesos del agujero negro.
«Lo que es realmente emocionante es que hay muchos agujeros negros en la galaxia, y ahora tenemos una nueva y poderosa técnica que podemos utilizar para estudiar los campos gravitacionales más fuertes conocidos». Mummery dice.
“Creemos que esto representa un nuevo e interesante desarrollo en el estudio de los agujeros negros, que nos permitirá estudiar esta región final que los rodea.
Sólo entonces podremos comprender plenamente la fuerza de la gravedad. «Esta última gota de plasma se produce en el borde del agujero negro y muestra la respuesta de la materia a la gravedad en su forma más fuerte posible».
La investigación fue publicada en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
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