20 de noviembre de 2006

Científicos descubren un agujero negro que rota a la velocidad límite

Imagen: NASA/CXC/M.Weiss

La existencia de los agujeros negros es hoy una de las predicciones más fascinantes de la Teoría General de la Relatividad de Einstein, que dice que cuando un cuerpo masivo, como una estrella, se hace más compacto, alcanza cierto limite en el cual su gravedad por si misma es tan poderosa que hace que este objeto colapse en un punto singular denominado agujero negro. Ahora, el equipo de científicos del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, en los Estados Unidos, ha logrado medir un agujero negro que gira muy rápidamente - más de 950 veces por segundo - lo cual empuja el límite de la velocidad teórica.

El astrónomo del equipo Jeffrey McClintock dice "yo diría que este régimen de gravedad esta muy lejos de la experiencia directa y ahora conocemos como es el mundo subatómico en si mismo". Este científico aplicó la técnica de medición de su rotación (desarrollada por el mismo) usando los datos obtenidos por el satélite explorador de rayos X de la NASA, ROSSI, y da la determinación más directa de la rotación de un agujero negro.

McClintock explica además "hemos obtenido los valores de la rotación de 3 agujeros negros. Los resultados más excitantes provinieron del micro cuásar GRS 1915-105 el cual gira entre un 82% y 100% del valor teórico máximo. Estos resultados tienen implicaciones mayores para poder explicar cómo los agujeros negros emiten chorros y modelar las posibles causas de los estallidos de rayos gamma, así como la detección de ondas gravitacionales" menciona otro investigador del grupo, Ramesh Narayan.

Aunque algunos astrónomos han logrado medir exitosamente la masa de los agujeros negros, ha sido mucho más difícil medir el segundo parámetro fundamental de estos: su rotación, debido a que la gravedad del agujero negro es tan grande que al girar este, se arrastra el espacio circundante. El borde de la rotación es denominado horizonte de eventos. Cualquier material que lo cruce es tironeado hacia el interior del agujero negro. Los científicos del estudio midieron la frecuencia de su giro como el porcentaje en el cual el espacio-tiempo gira también en el horizonte de eventos.

El agujero negro GRS 1915, es el más masivo de los 20 agujeros negros binarios de los que se conoce su masa hasta el momento, pesa 14 veces más que nuestro Sol, y es bien conocido por sus propiedades únicas como son los chorros de materia lanzados al espacio a casi la velocidad de la luz y sus variaciones rápidas en la emisión de rayos X.

En las décadas más recientes se han descubierto una docena de agujeros negros que forman sistemas binarios. Un sistema binario de rayos X es en el cual dos objetos rotan simultáneamente, donde el gas de uno -una estrella normal como el Sol- es transferido a otro, en este caso un agujero negro. El gas cae en espiral en un proceso denominado acreción. Estas espirales se calientan a millones de grados y radian rayos X. En este estudio se usó el espectro de rayos X del disco de acreción del agujero negro para determinar su giro.

La técnica está basada en la Teoría de la Relatividad. El gas que se agrega al agujero negro radia únicamente a cierto radio por fuera del agujero negro (fuera del horizonte de eventos). El radio crítico depende de la rotación del agujero negro, al medir este radio obtenemos una estimación directa de la frecuencia de rotación.

Más información en:
http://www.cfa.harvard.edu/