Sagitario A*, el agujero negro de 4,3 millones de masa solar que reside en el centro de la Vía Láctea, está girando tan rápido que está deformando el espacio-tiempo que lo rodea en una forma que puede parecerse a una pelota de fútbol, según un análisis. de datos recopilados por el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el Very Large Array Karl G. Jansky de NSF.
daly et al. Descubrió que Sagitario A* gira al 60% de la velocidad máxima de giro posible, un límite establecido por el hecho de que el material no puede viajar más rápido que la velocidad de la luz. Esta imagen muestra Sagitario A* en luz de rayos X del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. Crédito de la imagen: NASA / CXC / Universidad de Wisconsin / Bai et al.
Los agujeros negros tienen dos propiedades fundamentales: su masa (cuánto pesan) y su giro (qué tan rápido giran).
La determinación de cualquiera de estos dos valores les dice a los astrofísicos mucho sobre cualquier agujero negro y cómo se comporta.
La Dra. Ruth Daly y sus colegas de la Universidad Penn State aplicaron un nuevo método que utiliza datos de radio y rayos X para determinar qué tan rápido gira Sagitario A* en función de cómo fluye el material hacia y desde el agujero negro.
Descubrieron que Sagitario A* gira con una velocidad angular (número de revoluciones por segundo) que es aproximadamente el 60% del valor máximo posible, un límite impuesto por el hecho de que el material no puede viajar más rápido que la velocidad de la luz.
En el pasado, diferentes astrónomos hicieron varias otras estimaciones de la velocidad de rotación de Sagitario A* usando diferentes técnicas, con resultados que van desde que Sagitario A* no gira en absoluto hasta que gira casi a la velocidad máxima.
“Nuestro trabajo puede ayudar a resolver la cuestión de qué tan rápido gira el agujero negro supermasivo de nuestra galaxia”, dijo el Dr. Daly.
“Nuestros resultados indican que Sagitario A* está girando muy rápidamente, lo cual es interesante y tiene implicaciones de largo alcance”.
Un agujero negro en rotación atrae el espacio-tiempo y la materia cercana mientras gira. El espacio-tiempo alrededor del agujero negro en rotación también está aplastado.
Mirando un agujero negro desde arriba, a lo largo del cañón de cualquier chorro que produzca, el espacio-tiempo tiene una forma circular.
Sin embargo, si se mira el agujero negro que gira desde un lado, el espacio-tiempo tiene la forma de una pelota de fútbol. Cuanto más rápido sea el giro, más plano será el balón.
El giro de un agujero negro puede actuar como una importante fuente de energía. Los agujeros negros supermasivos que giran pueden producir flujos colimados, es decir, haces estrechos de material como chorros, cuando se extrae su energía de giro, lo que requiere que haya al menos algo de materia en las proximidades del agujero negro.
Debido a la escasez de combustible alrededor de Sagitario A*, este agujero negro ha estado relativamente tranquilo en los últimos milenios con chorros relativamente débiles.
Sin embargo, el nuevo estudio muestra que esto podría cambiar si aumenta la cantidad de material en las proximidades de Sagitario A*.
“Los chorros impulsados y colimados por el agujero negro central giratorio de una galaxia pueden afectar profundamente el suministro de gas para toda una galaxia, lo que afecta la rapidez e incluso la capacidad de formación de estrellas”, dijo la Dra. Megan Donahue, astrónoma de la Universidad Estatal de Michigan.
“Las burbujas de Fermi vistas en rayos X y rayos gamma alrededor del agujero negro de nuestra Vía Láctea muestran que el agujero negro probablemente estuvo activo en el pasado. Medir el giro de nuestro agujero negro es una prueba importante de este escenario”.
Para determinar el giro de Sagitario A*, los astrónomos utilizaron un método teórico de base empírica denominado 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 la 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 del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el Karl G. Jansky Very Large Array de NSF con una estimación independiente de la masa del agujero negro de otros telescopios para limitar el giro del agujero negro.
“Tenemos una visión especial de Sagitario A* porque es el agujero negro supermasivo más cercano a nosotros”, dijo el Dr. Anan Lu, astrónomo de la Universidad McGill.
“Aunque ahora está tranquilo, nuestro trabajo muestra que en el futuro dará un impulso increíblemente poderoso a la materia circundante”.
“Eso podría suceder en mil o un millón de años, o podría suceder durante nuestras vidas”.
El estudiar fue publicado en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
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Ruth A. Daly et al. 2024. Nuevos valores de giro de un agujero negro para Sagitario A* obtenidos con el método de flujo de salida. MNRAS 527 (1): 428-436; doi: 10.1093/mnras/stad3228
2024-02-12 18:57:29
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