Un nuevo estudio puede ayudar a resolver la cuestión de qué tan rápido gira el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea. El agujero negro, llamado Sagitario A* (SgrA*), tiene una masa de aproximadamente 4 millones de veces la del Sol. El estudio, utilizando el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el Very Large Array (VLA) de la Fundación Nacional de Ciencias, encontró que SgrA* está girando rápidamente. Este alto giro distorsiona el espacio-tiempo alrededor de SgrA* de modo que parece una pelota de fútbol americano.
La ilustración de este artista muestra una sección transversal del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea y el material circundante. La esfera negra en el centro representa el horizonte de sucesos del agujero negro, el punto sin retorno del que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. Mirando un agujero negro en rotación desde un lado, como se muestra en la figura, el espacio-tiempo que lo rodea tiene la forma de una pelota de fútbol americano. El material amarillo anaranjado a ambos lados representa gas arremolinándose alrededor del agujero negro. Este material cae inevitablemente hacia el agujero negro y, una vez que cae en el interior con forma de pelota de fútbol, atraviesa el horizonte de sucesos. Por lo tanto, el área dentro de la forma del balón de fútbol, fuera del horizonte de sucesos, se representa como una cavidad. Las esferas azules representan chorros que emanan de los polos del agujero negro que gira. Fuente de la imagen: NASA/CXC/M.Weiss
Esta ilustración artística muestra los resultados de un nuevo estudio de Sagitario A* (SgrA*), el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. El estudio encontró que SgrA* gira tan rápido que deforma el espacio-tiempo (las tres dimensiones del tiempo y el espacio), haciéndolo parecer más bien una pelota de fútbol.
Los resultados fueron producidos por el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el Very Large Array (VLA) Karl G. Jansky de la Fundación Nacional de Ciencias. El equipo utilizó un nuevo método, utilizando datos de radio y rayos X, para determinar qué tan rápido gira SgrA* en función de la forma en que el material entra y sale del agujero negro. Descubrieron que la velocidad angular de rotación de SgrA* es aproximadamente el 60% del valor máximo posible y su momento angular es aproximadamente el 90% del valor máximo posible.
Los agujeros negros tienen dos propiedades básicas: masa (peso) y giro (velocidad de rotación). Determinar cualquiera de estos valores daría a los científicos una buena idea de cualquier agujero negro y de cómo se comporta. Los astrónomos han hecho varias estimaciones de la velocidad de rotación de SgrA* en el pasado utilizando diferentes técnicas, con resultados que van desde que SgrA* no gira en absoluto hasta que casi gira a su velocidad máxima.
Una nueva investigación muestra que SgrA* en realidad está girando rápidamente, lo que está provocando que el espacio-tiempo a su alrededor se reduzca. Aquí se muestra una sección transversal de SgrA* y el disco de material que gira a su alrededor. La esfera negra en el centro representa el llamado horizonte de sucesos del agujero negro, el punto sin retorno del que nada, ni siquiera la luz, puede escapar.
Como se muestra en la figura, cuando se observa un agujero negro en rotación desde un lado, el espacio-tiempo que lo rodea tiene la forma de una pelota de fútbol. Cuanto más rápido se gira, más plano se vuelve el balón.
El material amarillo anaranjado a ambos lados representa gas arremolinándose alrededor de SgrA*. Este material caerá inevitablemente hacia el agujero negro y, una vez que caiga dentro de la forma de una pelota de fútbol, atravesará el horizonte de sucesos. Por lo tanto, el área dentro de la forma del balón de fútbol, fuera del horizonte de sucesos, se representa como una cavidad. Las esferas azules representan chorros expulsados desde los polos del agujero negro en rotación. Mirando el agujero negro desde arriba a lo largo del cañón del chorro, el espacio-tiempo es un círculo.
El giro de un agujero negro puede servir como una importante fuente de energía. Los agujeros negros supermasivos en rotación producen flujos colimados, como chorros, a medida que extraen energía de giro, lo que requiere al menos algo de materia cerca del agujero negro. Debido al combustible limitado alrededor de SgrA*, el agujero negro ha estado relativamente tranquilo y sus chorros relativamente débiles durante casi mil años. Sin embargo, este estudio muestra que esto puede cambiar si aumenta la cantidad de material cerca de SgrA*.
Para determinar el giro de SgrA*, los autores utilizaron una técnica empírica llamada "método de flujo de salida", que detalla la relación entre el giro de un agujero negro y su masa, las propiedades del material cerca del agujero negro y las propiedades del flujo de salida. El flujo colimado produce ondas de radio, mientras que el disco de gas que rodea el agujero negro produce radiación de rayos X. Utilizando este método, los investigadores combinaron datos de Chandra y el VLA con estimaciones independientes de la masa del agujero negro de otros telescopios para imponer restricciones al giro del agujero negro.
Un artículo que describe estos resultados, dirigido por Ruth Daly (Universidad Estatal de Pensilvania), aparece en la edición de enero de 2024 de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Fuente compilada: ScitechDaily