En el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, habita un gigante. Un objeto tan masivo que nada puede escapar de su atracción gravitacional, ni siquiera la luz. De hecho, creemos que la mayoría de las galaxias tienen una de ellas. Son, por supuesto, agujeros negros supermasivos.
Los agujeros negros supermasivos son estrellas que se han colapsado en una singularidad. La teoría general de la relatividad de Einstein predijo su existencia. Y estos agujeros negros están rodeados por lo que se conoce como un horizonte de eventos, que es como el punto de no retorno para cualquier cosa que se acerque demasiado al agujero negro. Pero todavía nadie ha probado la existencia del horizonte de eventos.
Algunos teóricos piensan que algo más podría estar en el centro de las galaxias, un evento de objeto supermasivo más extraño que un agujero negro supermasivo. Los teóricos piensan que estos objetos de alguna manera han evitado el destino de un agujero negro, y no han colapsado en una singularidad. No tendrían horizonte de sucesos y tendrían una superficie sólida en su lugar.
"Nuestro objetivo aquí es convertir esta idea de un horizonte de eventos en una ciencia experimental, y descubrir si realmente existen horizontes de eventos o no", - Profesor de Astrofísica Pawan Kumar, Universidad de Texas en Austin.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Texas en Austin y la Universidad de Harvard ha abordado el problema. Wenbin Lu, Pawan Kumar y Ramesh Narayan querían arrojar algo de luz sobre el problema del horizonte de eventos. Se preguntaron sobre el objeto de superficie sólida y qué sucedería cuando un objeto como una estrella chocara con él. Publicaron sus resultados en los Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
"Nuestro objetivo aquí es convertir esta idea de un horizonte de eventos en una ciencia experimental, y descubrir si realmente existen horizontes de eventos o no", dijo Pawan Kumar, profesor de Astrofísica de la Universidad de Texas en Austin, en una prensa. lanzamiento.
Dado que un agujero negro es una estrella colapsada en una singularidad, no tiene área de superficie y, en cambio, tiene un horizonte de eventos. Pero si la otra teoría resulta ser cierta, y el objeto tiene una superficie sólida en lugar de un horizonte de eventos, entonces cualquier objeto que colisione con él sería destruido. Si una estrella chocara con esta superficie dura y fuera destruida, el equipo supuso que el gas de la estrella envolvería el objeto y brillaría durante meses, o incluso años.
Si ese fuera el caso, entonces el equipo sabía qué buscar. También calcularon con qué frecuencia esto sucedería.
"Estimamos la tasa de estrellas que caen en agujeros negros supermasivos", dijo Lu en el mismo comunicado de prensa. “Casi todas las galaxias tienen una. Solo consideramos los más masivos, que pesan alrededor de 100 millones de masas solares o más. Hay alrededor de un millón de ellos dentro de unos pocos miles de millones de años luz de la Tierra ".
Ahora necesitaban una forma de buscar en el cielo estos objetos, y lo encontraron en los archivos del telescopio Pan-STARRS. Pan-STARRS es un telescopio de 1,8 metros en Hawai. Ese telescopio completó recientemente una encuesta de la mitad del hemisferio norte del cielo. En esa encuesta, Pan-STAARS pasó 3.5 años buscando objetos transitorios en el cielo, objetos que se iluminan y luego se desvanecen. Buscaron en los archivos Pan-STARR objetos transitorios que tuvieran la firma que predijeron de las estrellas que colisionaron con estos objetos supermasivos y de superficie dura.
El trío predijo que en el marco de tiempo de 3.5 años capturado por la encuesta Pan-STAARS, 10 de estas colisiones ocurrirían y deberían representarse en los datos.
"Resulta que debería haber detectado más de 10 de ellos, si la teoría de la superficie dura es cierta". - Wenbin Lu, Departamento de Astronomía, Universidad de Texas en Austin.
“Dada la tasa de estrellas que caen sobre los agujeros negros y la densidad numérica de los agujeros negros en el universo cercano, calculamos cuántos transitorios de este tipo Pan-STARRS deberían haber detectado durante un período de operación de 3.5 años. Resulta que debería haber detectado más de 10 de ellos, si la teoría de la superficie dura es cierta ", dijo Lu.
El equipo no encontró ninguno de los brotes que esperaban ver si la teoría de la superficie dura es cierta.
"Nuestro trabajo implica que algunos, y tal vez todos, los agujeros negros tienen horizontes de eventos ..." - Ramesh Narayan, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Lo que puede parecer un fracaso, no es uno, por supuesto. No para Einstein, de todos modos. Esto representa otra prueba exitosa de la Teoría de la relatividad general de Einstein, que muestra que el horizonte de eventos predicho en su teoría parece existir.
En cuanto al equipo, aún no han abandonado la idea. De hecho, según Pawan Kumar, profesor de astrofísica de la Universidad de Texas en Austin, “nuestro motivo no es tanto establecer que hay una superficie dura, sino empujar el límite del conocimiento y encontrar evidencia concreta de que realmente existe un horizonte de eventos alrededor de los agujeros negros ".
"La relatividad general ha pasado otra prueba crítica". - Ramesh Narayan, Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica.
"Nuestro trabajo implica que algunos, y tal vez todos, los agujeros negros tienen horizontes de eventos y que el material realmente desaparece del universo observable cuando se introduce en estos objetos exóticos, como hemos esperado durante décadas", dijo Narayan. "La relatividad general ha pasado otra prueba crítica".
El equipo planea continuar buscando los brotes asociados con la teoría de la superficie dura. Su análisis de los datos de Pan-STARRS fue solo su primer intento.
Esperan mejorar su prueba con el próximo Gran Telescopio de Encuesta Sinóptica (LSST) que se está construyendo en Chile. El LSST es un telescopio de campo amplio que capturará imágenes del cielo nocturno cada 20 segundos en un lapso de diez años. Cada pocas noches, el LSST nos dará una imagen de todo el cielo nocturno disponible. Esto hará que el estudio de objetos transitorios sea mucho más fácil y efectivo.
Más información: Aumento de los súper telescopios: el gran telescopio de estudio sinóptico
Fuentes:
- ¿Las estrellas caen silenciosamente en agujeros negros o chocan contra algo completamente desconocido?
- Los eventos de disrupción estelar apoyan la existencia del horizonte de eventos del agujero negro
