Ilustración de un agujero negro girando y arremolinando su entorno a su alrededor.(Crédito de la imagen: Robert Lea (creado con Canva))Los agujeros negros ejercen una tremenda influencia en su entorno: cuando giran, arrastran literalmente el tejido del espacio y el tiempo a su alrededor. Esto significa que nada puede permanecer quieto alrededor de un agujero negro en rotación, incluidas las «placas» de las que se alimentan estos titanes cósmicos.
Las nubes aplanadas de gas y polvo que rodean a los agujeros negros supermasivos se denominan discos de acreción. Alrededor de algunos agujeros negros supermasivos, la agitación de estos discos es una de las formas más eficientes de convertir la energía en el universo conocido – cambiando la energía gravitacional y cinética en energía electromagnética brillante, que conocemos mejor como simplemente «luz.»
Los astrónomos saben que los discos de acreción más tenues «se tambalean» como peonzas que giran lentamente alrededor de algunos agujeros negros. Pero lo que no está claro es si los discos de acreción increíblemente brillantes, o «ultraluminosos», también se bambolean o «procesan» al girar. Eso es lo que se propusieron descubrir investigadores de la Universidad de Tsukuba.
«La energía gravitatoria de la materia en acreción se libera y, a continuación, una parte de la energía liberada se convierte en energía térmica, magnética y de radiación. Como resultado, se cree que aparecen fuertes radiaciones y chorros», escriben los autores en un artículo publicado en Astrophysical Journal.
Imagen artística de las partes internas del disco de acreción alrededor del agujero negro V404 Cygni. (Crédito de la imagen: ICRAR)
Los agujeros negros giratorios tienen parejas de baile tambaleantes
Se cree que en el corazón de todas las grandes galaxias hay agujeros negros supermasivos con masas millones o incluso miles de millones de veces superiores a la del Sol, pero no todos están rodeados de discos de acreción.
Cuando hay discos de acreción, la inmensa gravedad del agujero negro central genera una enorme fricción en las nubes aplanadas, calentando el gas y el polvo y transformando la materia en plasma. Esto hace que los discos de acreción brillen intensamente en regiones que los científicos denominan núcleos galácticos activos (AGN).
Además, dado que los agujeros negros son «devoradores de desorden», parte del material de los discos de acreción es canalizado hacia los polos del agujero negro por potentes campos magnéticos, de donde sale despedido en forma de chorros gemelos de plasma de alta energía. Estos chorros, que viajan a velocidades cercanas a la de la luz, van acompañados de potentes emisiones electromagnéticas.
Las emisiones de estas fuentes alimentadas por agujeros negros supermasivos se ven como «cuásares» aquí en la Tierra. Algunas emisiones de discos de acreción y chorros de plasma de los AGN pueden ser tan brillantes que eclipsan la luz combinada de todas las estrellas de su galaxia.
</p><p>El equipo responsable de esta investigación quería saber si los discos de acreción más brillantes o «ultraluminosos» se bambolean del mismo modo que sus homólogos menos luminosos. Para averiguarlo, los investigadores realizaron una simulación a gran escala que tenía en cuenta la dinámica de la radiación electromagnética y la teoría de la gravedad de Albert Einstein de 1915, la relatividad general.</p><p> Esto confirmó por primera vez que los discos de acreción ultraluminosos efectivamente procesan cosas como los discos de acreción más tenues, ya que son arrastrados por los agujeros negros supermasivos en sus corazones.</p><p>«El gas se expulsa principalmente alrededor del eje de rotación de la parte exterior del disco en lugar de alrededor del eje de giro del agujero negro», escribió el equipo en su artículo. «La precesión del disco cambia la dirección de eyección del gas con el tiempo».</p><p>El equipo también determinó que el bamboleo se transfería a los chorros de plasma expulsados por los agujeros negros situados en el corazón de los discos de acreción ultraluminosos. Esto provocaría que estos chorros y la luz que emiten cambiaran de dirección. Esto podría explicar los cambios periódicos de brillo que se observan en los discos de acreción ultraluminosos, un gran enigma para los científicos.</p><p>El equipo de la Universidad de Tsukuba pretende ahora confirmar que los agujeros negros que se encuentran en el corazón de estos discos de acreción y de esta investigación están efectivamente girando.</p><p>Lo harán realizando un análisis que compare simulaciones a largo plazo con observaciones astronómicas de estos sistemas. Esto podría reforzar nuestra comprensión de cómo el giro de los agujeros negros es crucial para influir en diversos fenómenos cósmicos y confirmar el efecto de los agujeros negros giratorios en el propio tejido del espacio y el tiempo.</p><p>Un estudio sobre estos resultados se publicó en septiembre en The Astrophysical Journal.</p><div class=)
