El agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea no sólo gira, sino que lo hace a una velocidad casi máxima, arrastrando consigo todo lo que se encuentra cerca de él. Ahora Sagitario A* está girando casi tan rápido como puede, arrastrando consigo el propio tejido del espacio-tiempo y dando forma al corazón de la Vía Láctea.

Los físicos calcularon la velocidad de rotación del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea, llamado Sagitario A* (Sgr A*), utilizando el Chandra X-ray Observatory de la NASA para observar los rayos X y las ondas de radio que emanan de los flujos de material.

La velocidad de giro de un agujero negro se define como “a” y se le da un valor de 0 a 1, siendo 1 la velocidad de rotación máxima de un agujero negro concreto, que es una fracción significativa de la velocidad de la luz. Ruth A. Daly, física de Penn State, y sus colegas descubrieron que la velocidad de rotación de Sgr A* se sitúa entre 0.84 y 0.96, cerca del límite superior definido por la anchura de un agujero negro. El equipo describe la vertiginosa velocidad de Sgr A* en un estudio publicado el 21 de octubre en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Xavier Calmet, físico teórico de la University of Sussex que no participó en la investigación, dijo en un comunicado:

“Descubrir que Sgr A* gira a su velocidad máxima tiene implicaciones de gran alcance para nuestra comprensión de la formación de los agujeros negros y los procesos astrofísicos asociados a estos fascinantes objetos cósmicos”.

¿Cómo gira un agujero negro?

Una imagen del agujero negro supermasivo en el corazón de la Vía Láctea, que los científicos creen que gira lo más rápido que puede. Crédito de imagen: EHT Collaboration

El giro de un agujero negro es diferente al de otros objetos cósmicos. Mientras que los planetas, las estrellas y los asteroides son cuerpos sólidos con superficies físicas, los agujeros negros son en realidad regiones del espacio-tiempo delimitadas por una superficie exterior no física llamada horizonte de sucesos, más allá de la cual no puede escapar la luz.

Calmet explica:

“Mientras que la rotación de un planeta o una estrella se rige por la distribución de su masa, la de un agujero negro se describe por su momento angular. Debido a las fuerzas gravitatorias extremas cerca de un agujero negro, la rotación hace que el espacio-tiempo se vuelva muy curvado y retorcido, formando lo que se conoce como ergosfera. Este efecto es exclusivo de los agujeros negros y no ocurre con cuerpos sólidos como planetas o estrellas.”

Esto significa que, cuando giran, los agujeros negros retuercen literalmente el tejido mismo del espacio-tiempo y arrastran todo lo que se encuentra dentro de la ergosfera.

Este fenómeno, denominado “arrastre del marco” o “efecto Lensing-Thirring”, significa que para comprender cómo se comporta el espacio alrededor de un agujero negro, los investigadores necesitan conocer su giro. Este arrastre del marco también da lugar a extraños efectos visuales alrededor de los agujeros negros.

Calmet explica:

“Cuando la luz viaja cerca de un agujero negro en rotación, la rotación del espacio-tiempo hace que la trayectoria de la luz se curve o retuerza. Esto da lugar a un fenómeno llamado lente gravitatoria, en el que la trayectoria de la luz se dobla debido a la influencia gravitatoria del agujero negro en rotación”.

El efecto de arrastre del marco puede dar lugar a la formación de anillos de luz e incluso a la creación de la sombra del agujero negro. Son manifestaciones de la influencia gravitatoria de los agujeros negros sobre la luz”.

La velocidad máxima teórica de un agujero negro viene determinada por cómo se alimenta de materia y, por tanto, por cómo crece.

Representación de un agujero negro en el centro de una galaxia. Crédito de imagen: depositphotos.com

Calmet agrega:

“A medida que la materia cae en un agujero negro, aumenta el giro de éste, pero hay un límite a la cantidad de momento angular que puede poseer.

Otro factor es la masa del agujero negro. Los agujeros negros más masivos tienen una mayor atracción gravitatoria, lo que hace más difícil aumentar su espín.

“Además, la interacción entre el agujero negro y su entorno, como los discos de acreción, puede transferir momento angular y afectar al espín del agujero negro”.

Esto podría explicar por qué Sgr A*, con su masa equivalente a unos 4.5 millones de soles, tiene una velocidad de giro de entre 0.84 y 0.96, pero el agujero negro supermasivo que se alimenta rápidamente en el corazón de la galaxia M87 –el primer agujero negro fotografiado– gira a una velocidad de entre 0.89 y 0.91, a pesar de tener la masa de 6.500 millones de soles.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

[H/T: livesci]

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Crédito imagen de portada: depositphotos.com