El observatorio orbital de rayos X de la ESA, XMM-Newton, ha demostrado la existencia de un "vórtice gravitacional" alrededor de un agujero negro. El descubrimiento, con la ayuda de la misión NuSTAR de la NASA, resuelve un misterio que ha eludido a los astrónomos desde hace más de 30 años y les permitirá mapear comportamiento de la materia muy cerca de los agujeros negros. También podría abrir la puerta a futuras investigaciones de la relatividad general de Albert Einstein.
Entre las muchas predicciones sorprendentes de la teoría de la gravedad de Einstein, una de las más sorprendente es que los cuerpos masivos al girar ejercen una fricción en el espacio-tiempo cerca del cuerpo. Este efecto inusual se ha medido directamente alrededor de la Tierra girando por un experimento del satélite Gravity Probe B, a pesar de que esta distorsión es muy débil y difícil de medir debido a la relativamente baja masa de la Tierra y su giro lento. La distorsión del espacio-tiempo producida por una masa girando debe ser mucho más fuerte cerca de objetos muy masivos y compactos rotando como las estrellas de neutrones y los agujeros negros. De hecho, estudios previos de emisión de rayos X de alta energía producidos cerca del horizonte de sucesos de un agujero negro mostraron una variación casi periódica en la emisión, consistente con la distorsión del espacio-tiempo esperada debido a la rotación del agujero negro.
La mejor evidencia hasta ahora de esta distorsión espacio-tiempo ha sido obtenida por los astrofísicos recientemente. Las nuevas observaciones conjuntas de los observatorios XMM-Newton y NuSTAR de rayos X monitorearon el cambio casi periódico en la emisión de rayos X en un sistema de agujero negro particular llamado H 1743-322. El análisis de los datos de XMM-Newton y NuSTAR demostró que las variaciones observadas en la emisión son causados por la distorsión del espacio-tiempo cerca del agujero negro, lo que produce una oscilación periódica en el eje de rotación del disco de acreción interior. Esta oscilación es similar a la forma en que la fricción hace que el eje de rotación de una peonza precesione a medida que gira. La imagen de arriba muestra cómo a medida que el disco inclinado oscila cerca del agujero negro que gira, la emisión de rayos X desde el disco interior ilumina periódicamente partes del disco exterior acercándose (imagen a) y retrocediendo (figura c).
Debido al efecto Doppler, esta iluminación variable causa una emisión producida por los átomos de hierro en el disco exterior, mostrando un movimiento característico hacia atrás y hacia adelante en la energía, con este acercamiento y retroceso, partes del disco se iluminan. Este cambio casi periódico en la energía de la línea del hierro fue detectada por XMM y NuSTAR. Mediante el control de la emisión de rayos X de alta energía, las observaciones de NuSTAR mostraron que la única explicación plausible para el cambio observado en la energía de la emisión de hierro es la oscilación del disco interno producida por el espacio- tiempo retorcido cerca del agujero negro que gira. Una implicación importante de este análisis es que el eje de rotación del agujero negro no está alineado con el eje de rotación del disco de acreción, un rompecabezas a resolver por los teóricos.
Fuentes:
• Heasarc, Picture of de week: Kind of a Drag
• Gravitational vortex provides new way to study matter close to a black hole
Puzzle Bobble
Karate Blazers
Puzzle De Bloques
Magical Cat Adventure