El agujero negro de la foto publicada en 2019 está perdiendo energía y ralentizando su rotación
El primer agujero negro fotografiado está perdiendo energía a través de chorros relativistas y, según se informa, está ralentizando su rotación. Te contamos los posibles motivos por detrás de esto.
Los agujeros negros son regiones del espacio-tiempo de las que ni siquiera la luz puede escapar. Una vez dentro de la región conocida como horizonte de sucesos, nada puede regresar. El radio del horizonte de sucesos es proporcional a la masa de los agujeros negros; cuanto más masivos son, más grandes son.
Loa agujeros negros supermasivos —de entre 10 mil hasta miles de millones de masas solares— se ubican en el centro de las galaxias. En 2019, el agujero negro de supermasivo de la galaxia M87* fue fotografiado, utilizando técnicas de radioastronomía, gracias a la colaboración del Event Horizon Telescope (EHT).
Con los datos obtenidos por el EHT, los investigadores concluyeron que el M87* está perdiendo energía y su rotación se está desacelerando. Los resultados fueron publicados en The Astrophysical Journal recientemente.
Agujeros negros supermasivos
Una posible clasificación de los agujeros negros es según su masa. Los agujeros negros menos masivos se denominan estelares, mientras que los más masivos se denominan supermasivos. Los supermasivos se encuentran en el centro de cada galaxia.
En la Vía Láctea tenemos el agujero negro Sgr A*, que fue el segundo en ser fotografiado. Tiene alrededor de 4 millones de masas solares y su diámetro es menor que la órbita de Mercurio. En 2020, parte del Premio Nobel se compartió con los investigadores que descubrieron Sgr A* mediante el análisis de la cinemática de las estrellas.
El estudio de los agujeros negros en los centros de las galaxias puede darnos información sobre cómo se formaron las galaxias. Una pregunta abierta es: ¿qué fue primero, los agujeros negros o las galaxias? Ésta es una de las preguntas que el telescopio James Webb intenta responder.
¿Cómo se alimentan los agujeros negros?
Los agujeros negros no son sumideros que se tragan todo lo que pasa por delante de ellos. El proceso por el cual un agujero negro acumula material es extremadamente complejo y hasta el día de hoy quedan preguntas por responder. Este proceso se conoce como acreción.
El disco de acreción brilla durante el evento a través de diferentes procesos físicos. La forma en que brilla un disco depende de varios factores, uno de los cuales es la tasa de acreción del agujero negro. Observando el brillo es posible conocer las características del agujero negro.
Chorros relativistas
Uno de los efectos durante el proceso de acreción es el llamado chorro relativista. La formación de un chorro todavía continúa sin ser completamente comprendido. Las simulaciones físicas sugieren que ocurren cuando un campo magnético empuja material hacia la superficie que está a punto de caer a través del horizonte de sucesos.
Cuando estos campos magnéticos envuelven un agujero negro debido a su rotación, en un momento dado se repelen con una potencia muy grande. La energía liberada es tanta que estos chorros alcanzan velocidades cercanas a la de la luz y pueden tener tamaños que escapan de la galaxia.
El agujero negro M87*
El agujero negro en la galaxia elíptica M87, M87*, es un viejo conocido de los astrónomos. Tiene casi 7 mil millones de masas solares y se encuentra a una distancia de 55 millones de años luz. Su tamaño es mayor que la órbita de Plutón.
El M87* tiene un chorro que ha sido registrado desde el año 2000 por el telescopio Hubble. En la imagen se puede visualizar el chorro en tonos azules. Desde entonces, los astrónomos han estado estudiando M87* para comprender cómo se forman los chorros y tratar de entender el proceso completamente.
¿Está perdiendo energía?
Recientemente, un grupo de investigadores concluyó que el M87* gira, y que el campo magnético en sí es lo suficientemente fuerte como para detener la acreción. El nuevo trabajo muestra que el campo magnético también puede ser responsable de hacer que el agujero negro pierda momento angular, es decir, gire más lentamente.
La energía se libera a través de los chorros relativistas del agujero negro que se generan debido al campo magnético. Los investigadores creen que la energía que alimenta los chorros proviene del propio agujero negro. Se necesitarán más observaciones para explicar de dónde proviene tanta energía en los chorros.
Referencias de la noticia:
- Andrew Chael et al. Black Hole Polarimetry I. A Signature of Electromagnetic Energy Extraction. The Astrophysical Journal (2023).
- The Event Horizon Telescope Collaboration et al. First M87 Event Horizon Telescope Results. IX. Detection of Near-horizon Circular Polarization. The Astrophysical Journal Letters (2023).