4 misterios a ser develados con la primera imagen de primer plano de un agujero negro

El telescopio Event Horizon, una red de ocho radio-observatorios que abarcan todo el mundo, ha puesto su mira en un par de gigantes: Sagittarius A, el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, y un agujero negro aún más masivo con 53.5 millones de luces años. Y han logrado algo totalmente nuevo en el mundo astronómico, una imagen de primer plano de un agujero negro, la cual será publicada en los próximos días y con la que los científicos esperan develar grandes misterios sobre los agujeros negros. Te contamos más en este post.

¿Cómo es realmente un agujero negro?

Los agujeros negros están a la altura de sus nombres, las grandes bestias gravitacionales no emiten luz en ninguna parte del espectro electromagnético, por lo que ellos mismos no suelen verse mucho.

Pero los astrónomos saben que hay un agujero negro por los objetos que los rodean. A medida que la gravedad de un agujero negro atrae gas y polvo, la materia se asienta en un disco en órbita, con átomos que se empujan entre sí a velocidades extremas. Toda esa actividad calienta la materia al rojo vivo, por lo que emite rayos X y otras radiaciones de alta energía.

Los agujeros negros más voraces del universo tienen discos que eclipsan a todas las estrellas en sus galaxias.

¿Cómo hicieron los científicos para tomar una fotografía de un agujero negro?

Se espera que la imagen del Sagittarius A de la Vía Láctea, también llamado SgrA, capture la sombra del agujero negro en el disco de material brillante que lo acompaña. Las simulaciones por computadora y las leyes de la física gravitatoria les dan a los astrónomos una buena idea de qué esperar.

La primera imagen del telescopio Event Horizon puede mostrar que el agujero negro en el centro de nuestra galaxia se parece a esta simulación del primer plano de un agujero negro.
BRONZWAER, DAVELAAR, MOSCIBRODZKA Y FALCKE / RADBOUD UNIVERSITY

Debido a la intensa gravedad cerca de un agujero negro, la luz del disco se deformará alrededor del horizonte de eventos en un anillo, por lo que incluso el material detrás del agujero negro será visible.

Y la imagen probablemente se verá asimétrica: la gravedad doblará la luz desde la parte interior del disco hacia la Tierra con mayor fuerza que la parte exterior, haciendo que un lado se vea más brillante, en una especie de anillo torcido.

¿Se sostiene la relatividad cerca de un agujero negro?

Los pilares gemelos de la física son la teoría de la relatividad general de Einstein, que gobierna cosas masivas y gravitacionalmente precisas, como los agujeros negros, y la mecánica cuántica, que gobierna el extraño mundo de las partículas subatómicas. Cada uno trabaja precisamente en su propio dominio. Pero no pueden trabajar juntos.

Entonces, lo que se espera ansiosamente del primer plano de un agujero negro es poder observar el comportamiento de la relatividad. Si la relatividad general se dobla en el límite de un agujero negro, puede señalar el camino a seguir para los teóricos.

Dado que los agujeros negros son los entornos gravitacionales más extremos del universo, son el mejor entorno para probar las teorías de la gravedad. Es como lanzar teorías a una pared y ver si, o cómo, se rompen. Si la relatividad general se sostiene, los científicos esperan que el agujero negro tenga una sombra particular y, por lo tanto, una forma de anillo; Si la teoría de la gravedad de Einstein se desintegra, veremos una sombra diferente.

Considerando todas las posibilidades

Los físicos esperan que los agujeros negros sigan las reglas de la relatividad general de Einstein, pero podría ser más interesante si no lo hacen. Esta simulación por computadora muestra una posibilidad de cómo se vería un agujero negro si se comportara como se esperaba.

¿Los cadáveres estelares llamados púlsares rodean el agujero negro de la Vía Láctea?

Otra forma de probar la relatividad general con el primer plano de un agujero negro es observar cómo las estrellas se mueven a su alrededor. A medida que la luz huye de la gravedad extrema en las proximidades de un agujero negro, sus ondas se estiran, haciendo que la luz se vea más roja. Este proceso, llamado desplazamiento al rojo gravitatorio, se predice por la relatividad general y se observó cerca de SgrA el año pasado. Hasta ahora, todo bien para Einstein.

¿Uno de tantos?

El púlsar PSR J1745-2900 (de la imagen introductoria a este post) se descubrió en 2013, orbitando aproximadamente 150 años luz del agujero negro ubicado en el centro de la galaxia. Esa es una distancia muy grande como para usarla como prueba precisa de la relatividad general, pero los astrónomos esperan que la existencia del púlsar signifique que el Telescopio de Event Horizon puede encontrar muchos más aún más cerca del agujero negro.

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