Los físicos finalmente confirman la sorprendente predicción de Einstein sobre los agujeros negros: ScienceAlert

Los mecanismos detallados de cómo la materia cae sobre un agujero negro desde fuera del horizonte de sucesos se han revelado en un nuevo artículo.

Como predijo la teoría de la gravedad de Einstein, hay un punto en el que la materia deja de rodear el agujero negro y cae hacia abajo, hundiéndose precipitadamente más allá del punto de no retorno.

Ahora, en los datos de rayos X de un agujero negro activo, finalmente hemos visto evidencia de la existencia de esta «región sumergida».

«La teoría de Einstein predijo que se produciría este colapso final, pero esta es la primera vez que hemos podido demostrarlo» dice el físico teórico Andrew Mummery de la Universidad de Oxford en el Reino Unido.

«Piense en ello como un río que se convierte en una cascada: hasta ahora hemos estado mirando el río. Esta es la primera vez que vemos la cascada».

La materia que se dirige hacia un agujero negro no sigue una línea recta. Da vueltas, como agua arremolinándose, girando en espiral, inexorablemente hacia un desagüe. Este no es un símil vano: la comparación es tan acertada que los científicos utilizan vórtices de agua arremolinados para estudiar los entornos alrededor de los agujeros negros.

Estudiar los agujeros negros en sí es un poco complicado, porque la deformación del espacio-tiempo que los rodea es extrema.

Pero hace décadas, el trabajo teórico de Albert Einstein predijo que, a cierta proximidad del agujero negro, la materia ya no podría seguir una órbita circular estable y caería directamente hacia abajo, como el agua en el borde de ese «escape similar». .

No hay razón para creer que este no sea el caso – la materia debe cruzar el horizonte de sucesos de alguna manera, y la teoría de la gravedad de Einstein ha resistido el escrutinio en todos los ámbitos – pero lo que los astrofísicos no están seguros es si seríamos capaces o no de detectar él.

El trabajo de Mummery y sus colegas tuvo múltiples partes. Uno de ellos ha sido el desarrollo de simulaciones y modelos numéricos que describen la región de inmersión para revelar el tipo de luz que emite. A continuación, necesitaban evidencia observacional que contuviera la misma emisión que la región de inmersión.

El agujero negro en cuestión se encuentra en un sistema a unos 10.000 años luz de distancia llamado MAXI J1820+070. Este sistema contiene un agujero negro de aproximadamente 8,5 veces la masa del Sol y una estrella compañera binaria, de la cual el agujero negro arranca material a medida que el par orbita, alimentando explosiones que se manifiesta como parpadeo de los rayos X..

Los astrónomos observaron este agujero negro para comprender mejor su comportamiento, por lo que los investigadores pudieron acceder a datos de muy alta calidad obtenidos mediante rayos X. nustar Y MÁS HERMOSA Instrumentos en órbita terrestre baja. En particular, se centraron en un estallido ocurrido en 2018.

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Estudios anteriores habían señalado que se detectó un brillo adicional en las observaciones de esta explosión que no podía explicarse completamente.

A estudio 2020 Plantearon la hipótesis de que este resplandor puede surgir desde la región más interna de la órbita circular estable, es decir, la zona de inmersión. Mummery y sus colegas estudiaron este resplandor con especial atención y descubrieron que coincidía con la emisión derivada de sus simulaciones.

Esto, dicen los investigadores, finalmente establece la existencia de la región de inmersión, sin lugar a dudas, brindándonos una nueva sonda para el régimen gravitacional extremo en la región inmediatamente fuera del horizonte de sucesos de un agujero negro.

«Lo que es realmente emocionante es que hay muchos agujeros negros en la galaxia, y ahora tenemos una nueva y poderosa técnica para usarlos para estudiar los campos gravitacionales más fuertes conocidos». Mummery dice.

«Creemos que esto representa un nuevo e interesante desarrollo en el estudio de los agujeros negros, que nos permitirá investigar esta última área a su alrededor.

Sólo entonces podremos comprender plenamente la fuerza gravitacional. Esta caída final de plasma ocurre justo en el borde de un agujero negro y muestra que la materia responde a la gravedad en su forma más fuerte posible».

La investigación fue publicada el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.