Verificar la velocidad de giro en un agujero negro supermasivo es una excelente manera para que los astrónomos prueben la teoría de Einstein en condiciones extremas, y observen de cerca cómo la gravedad intensa distorsiona el tejido del espacio-tiempo. Ahora, imagine un monstruo ... uno que tiene una masa de aproximadamente 2 millones de veces la de nuestro Sol, mide 2 millones de millas de diámetro y gira tan rápido que casi está rompiendo la velocidad de la luz.
¿Una fantasía? No es difícil. Es un agujero negro supermasivo ubicado en el centro de la galaxia espiral NGC 1365, y está a punto de enseñarnos mucho más sobre cómo maduran los agujeros negros y las galaxias.
¿Qué hace que los investigadores estén tan seguros de que finalmente han tomado cálculos definitivos de una velocidad de giro tan increíble en una galaxia distante? Gracias a los datos tomados por el Nuclear Spectroscopic Telescope Array, o NuSTAR, y los satélites de rayos X XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, el equipo de científicos ha mirado el corazón de NGC 1365 con ojos de rayos X, tomando nota de la ubicación del horizonte de eventos: el borde del agujero giratorio donde el espacio circundante comienza a arrastrarse hacia la boca de la bestia.
"Podemos rastrear la materia mientras se arremolina en un agujero negro usando rayos X emitidos desde regiones muy cercanas al agujero negro", dijo la coautora de un nuevo estudio, la investigadora principal de NuSTAR, Fiona Harrison, del Instituto de Tecnología de California en Pasadena. "La radiación que vemos está deformada y distorsionada por los movimientos de las partículas y la increíblemente fuerte gravedad del agujero negro".
Sin embargo, los estudios no se detuvieron allí, avanzaron hacia el borde interno para abarcar la ubicación del disco de acreción. Aquí está la "Órbita circular estable más interna", el punto proverbial de no retorno. Esta región está directamente relacionada con la velocidad de giro de un agujero negro. Debido a que el espacio-tiempo está distorsionado en esta área, parte de él puede acercarse aún más a la ISCO antes de ser introducido. Lo que hace que los datos actuales sean tan convincentes es ver más profundamente en el agujero negro a través de un rango más amplio de rayos X, lo que permite astrónomos para ver más allá de velar nubes de polvo que solo confundieron las lecturas pasadas. Estos nuevos hallazgos nos muestran que no es el polvo lo que distorsiona los rayos X, sino la gravedad aplastante.
"Esta es la primera vez que alguien mide con precisión el giro de un agujero negro supermasivo", dijo el autor principal Guido Risaliti del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA) e INAF - Observatorio Arcetri.
"Si hubiera podido agregar un instrumento a XMM-Newton, habría sido un telescopio como NuSTAR", dijo Norbert Schartel, científico del proyecto XMM-Newton en el Centro Europeo de Astronomía Espacial en Madrid. "Los rayos X de alta energía proporcionaron una pieza esencial del rompecabezas que faltaba para resolver este problema".
Aunque el agujero negro central en NGC 1365 es un monstruo ahora, no comenzó como uno. Como todas las cosas, incluida la galaxia misma, evolucionó con el tiempo. Durante millones de años ganó en circunferencia al consumir estrellas y gas, posiblemente incluso fusionándose con otros agujeros negros en el camino.
"El giro del agujero negro es un recuerdo, un registro, de la historia pasada de la galaxia en su conjunto", explicó Risaliti.
"Estos monstruos, con masas de millones a miles de millones de veces la del sol, se forman como pequeñas semillas en el universo primitivo y crecen tragando estrellas y gas en sus galaxias anfitrionas, fusionándose con otros agujeros negros gigantes cuando las galaxias chocan, o ambas ", Dijo el autor principal del estudio, Guido Risaliti, del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica en Cambridge, Massachusetts, y el Instituto Nacional Italiano de Astrofísica.
Este nuevo giro en los agujeros negros nos ha demostrado que un monstruo puede emerger de la "acumulación ordenada", y no simplemente de múltiples eventos aleatorios. El equipo continuará sus estudios para ver cómo los factores distintos del giro del agujero negro cambian con el tiempo y continuarán observando varios otros agujeros negros supermasivos con NuSTAR y XMM-Newton.
"Esto es muy importante para el campo de la ciencia de los agujeros negros", dijo Lou Kaluzienski, científico del programa NuSTAR en la sede de la NASA en Washington, D.C. "Los telescopios de la NASA y la ESA abordaron este problema juntos. Junto con las observaciones de rayos X de baja energía realizadas con XMM-Newton, las capacidades sin precedentes de NuSTAR para medir los rayos X de mayor energía proporcionaron una pieza esencial del rompecabezas que falta para resolver este problema ".
Fuente original de la historia: Comunicado de prensa de JPL / NASA.
