La ilustración de este artista muestra los hallazgos de un nuevo estudio sobre laagujero negro supermasivoen el centro de nuestra galaxia llamado Sagitario A* (abreviado como Sgr A*). Como se informó en nuestroúltimo comunicado de prensaeste resultado encontró que Sgr A* gira tan rápido que se deformatiempo espacial(es decir, el tiempo y las tres dimensiones del espacio) para que se parezca más a una pelota de fútbol.
Estos resultados se hicieron conObservatorio de rayos X Chandra de la NASAy Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la NSF. Un equipo de investigadores aplicó un nuevo método que utilizaradiografíayradiodatos para determinar qué tan rápido gira Sgr A* en función de cómo fluye el material hacia y desde elagujero negro. Descubrieron que Sgr A* gira con una velocidad angular que es aproximadamente el 60% del valor máximo posible, y con unamomento angularaproximadamente el 90% del valor máximo posible.
Los agujeros negros tienen dos propiedades fundamentales: sumasa(cuánto pesan) y su giro (qué tan rápido giran). La determinación de cualquiera de estos dos valores les dice a los científicos mucho sobre cualquier agujero negro y cómo se comporta. En el pasado, los astrónomos hicieron otras estimaciones de la velocidad de rotación de Sgr A* utilizando diferentes técnicas, con resultados que iban desde que Sgr A* no giraba en absoluto hasta que giraba casi a su velocidad máxima.
El nuevo estudio sugiere que Sgr A*, de hecho, está girando muy rápidamente, lo que hace que el espacio-tiempo a su alrededor se aplaste. La ilustración muestra una sección transversal de Sgr A* y el material arremolinándose a su alrededor en un disco. La esfera negra en el centro representa el llamadohorizonte de sucesosdel agujero negro, el punto de no retorno del que nada, ni siquiera la luz, puede escapar.
Mirando el agujero negro que gira desde un lado, como se muestra en esta ilustración, el espacio-tiempo que lo rodea tiene la forma de una pelota de fútbol. Cuanto más rápido sea el giro, más plano será el balón.
El material amarillo anaranjado a ambos lados representa gas arremolinándose alrededor de Sgr A*. Este material inevitablemente se precipita hacia el agujero negro y cruza el horizonte de sucesos una vez que cae dentro de la forma de una pelota de fútbol. Por lo tanto, el área dentro de la forma del balón de fútbol pero fuera del horizonte de sucesos se representa como una cavidad. Las manchas azules muestranchorrosdisparando desde los polos del agujero negro que gira. Mirando el agujero negro desde arriba, a lo largo del cañón del chorro, el espacio-tiempo tiene una forma circular.
El giro de un agujero negro puede actuar como una importante fuente de energía. Los agujeros negros supermasivos en rotación producen flujos colimados, como chorros, cuando se extrae su energía de rotación, lo que requiere que haya al menos algo de materia en las proximidades del agujero negro. Debido a la escasez de combustible alrededor de Sgr A*, este agujero negro ha estado relativamente tranquilo en los últimos milenios con chorros relativamente débiles. Este trabajo, sin embargo, muestra que esto podría cambiar si aumenta la cantidad de material en las proximidades de Sgr A*.
Para determinar el giro de Sgr A*, los autores utilizaron una técnica empírica denominada «método de flujo de salida» que detalla la relación entre el giro del agujero negro y su masa, las propiedades de la materia cerca del agujero negro y las propiedades de salida. El flujo colimado produce ondas de radio, mientras que el disco de gas que rodea el agujero negro es responsable de la emisión de rayos X. Utilizando este método, los investigadores combinaron datos de Chandra y el VLA con una estimación independiente de la masa del agujero negro de otros telescopios para limitar el giro del agujero negro.
El artículo que describe estos resultados dirigido por Ruth Daly (Universidad de Penn State) se publica en la edición de enero de 2024 de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y aparece en línea enhttps://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2024MNRAS.527..428D/abstract. Los otros autores son Biny Sebastian (Universidad de Manitoba, Canadá), Megan Donahue (Universidad Estatal de Michigan), Christopher O’Dea (Universidad de Manitoba), Daryl Haggard (Universidad McGill) y Anan Lu (Universidad McGill).
El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA gestiona el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsonian controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.
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La ilustración de este artista muestra una sección transversal de Sagitario A*, pronunciado como “SAJ-ee-TARE-ee-us A-star”, el agujero negro supermasivo cerca del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.
En el centro de la imagen, el agujero negro circular y giratorio se presenta desde un lado en negro. La forma del espacio-tiempo circundante, representada en tonos de amarillo oscuro, parece aplastada y recuerda así a la forma de una pelota de fútbol americano. El gas arremolinado que rodea a Sagitario A* se presenta a ambos lados del agujero negro, dentro de una línea de puntos de forma rectangular, lo que indica que la representación es una vista en sección transversal.
El fondo de la imagen contiene una multitud de estrellas débiles, asomando desde dentro de nubes inquietantes, de color rojo oscuro e indistintas.
Megan Watzke
Centro de rayos X Chandra
Cambridge, masa.
617-496-7998
Jonathan Deal
Centro Marshall de vuelos espaciales
Huntsville, Alabama.
256-544-0034
