Medición directa de un agujero negro

Viernes 8 de Enero de 2016



Múltiples imágenes de un quásar distante son visibles en esta vista combinada del Observatorio de rayos X Chandra y el telescopio espacial Hubble. Los datos de Chandra, junto con los datos de la ESA XMM-Newton, se utilizaron para medir directamente el giro del supermasivo agujero negro que alimenta éste cuásar. Es el agujero negro más lejano, donde se ha realizado una medición de este tipo. La lente gravitacional proporcionada por una galaxia elíptica, ha creado cuatro imágenes diferentes del quásar, mostrados por los datos de Chandra en rosa. Tal efecto de lente, primero descubierto por Einstein, ofrece una extraña oportunidad de estudiar las regiones cercanas al agujero negro en quásares distantes, al actuar como un telescopio natural y magnificando la luz de estas fuentes. Los datos del Hubble en rojo, verde y azul muestra la galaxia elíptica en el centro de la imagen, junto con otras galaxias en el campo de visión.

El quásar es conocido como RX J1131-1231, que se encuentra a unos 6 billones de años luz de la Tierra. Los rayos X se producen cuando un remolino de acreción de gas y polvo que rodea el agujero negro crea una nube de varios millones de grados, como una corona cerca del agujero negro. Los rayos X de esta corona se reflejan en el borde interior del disco de acreción. El espectro de rayos X reflejado se ve alterado por las fuertes fuerzas gravitatorias cerca del agujero negro. Cuanto mayor sea el cambio en el espectro, el borde interior se sitúa más cerca del disco del agujero negro. Los autores del nuevo estudio hallaron que los rayos X procreden de una región en el disco situado a sólo unas tres veces el radio del horizonte de los sucesos, el punto de no retorno para caer en el abismo. Esto implica que el agujero negro debe estar girando extremadamente rápido para permitir que un disco sobreviva en un radio tan pequeño.

Este resultado es importante porque los agujeros negros son definidos por sólo dos características simples: masa y velocidad. Aunque los astrónomos han sido capaces de medir la masa de los agujeros negros de manera muy eficaz, la determinación de sus giros han sido mucho más difícil. Estas mediciones de giro pueden dar a los investigadores pistas importantes sobre cómo los agujeros negros crecen con el tiempo. Si los agujeros negros crecen, es debido principalmente a colisiones y fusiones entre galaxias deberían acumular material en un disco estable, y el suministro constante de material nuevo desde el disco deben conducirlo a girar rápidamente. Por el contrario, si los agujeros negros crecen a través de muchos pequeños episodios de acreción, van acumulando material procedente de direcciones aleatorias. Como un tiovivo que se empuja hacia atrás y hacia delante, esto haría que el agujero negro gire más lentamente.
Fotografía OriginalCrédito: Rayos X: NASA / CXC / Univ de Michigan / RCReis et al; Óptica: NASA / STScI