No hay balanzas para pesar los agujeros negros. Sin embargo, los astrofísicos del Instituto de Física y Tecnología de Moscú han ideado una nueva forma de medir indirectamente la masa de un agujero negro, al mismo tiempo que confirma su existencia. Probaron el nuevo método, reportado en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society , en la galaxia activa Messier 87.

Los núcleos galácticos activos se encuentran entre los objetos más brillantes y misteriosos del espacio. Una galaxia se considera activa si produce un haz largo y delgado de materia y energía dirigido hacia afuera. Conocido como un jet relativista, este fenómeno no puede explicarse por las estrellas de la galaxia. El consenso actual es que los chorros son producidos por algún tipo de "motores, "denominados núcleos galácticos. Si bien su naturaleza es poco conocida, Los investigadores creen que un agujero negro giratorio podría alimentar una galaxia activa.

Messier 87 en la constelación de Virgo es una galaxia activa que está más cerca de la Tierra, y también el mejor estudiado. Se ha observado de forma regular desde 1781, cuando se descubrió por primera vez como una nebulosa. Pasó algún tiempo antes de que los astrónomos se dieran cuenta de que era una galaxia, y su chorro óptico, descubierto en 1918, fue el primero en ser observado.

La estructura del jet Messier 87 se ha estudiado meticulosamente, con sus velocidades de chorro de plasma mapeadas y la temperatura y densidad del número de partículas cerca del chorro medido. El límite del chorro se ha estudiado con tanto detalle que los investigadores descubrieron que no era homogéneo a lo largo de su longitud. cambiando su forma de parabólica a cónica. Descubierto originalmente como un caso aislado, Este efecto se confirmó más tarde para una docena de otras galaxias, aunque M87 sigue siendo el ejemplo más claro del fenómeno.

La gran mayoría de las observaciones permiten probar hipótesis sobre la estructura de las galaxias activas, incluida la relación entre la ruptura de la forma del chorro y la influencia gravitacional del agujero negro. El comportamiento del chorro y la existencia del agujero negro supermasivo son dos caras de la misma moneda:el primero se puede explicar en términos del segundo, mientras que los modelos teóricos de los agujeros negros se prueban mediante observaciones del chorro.

Los astrofísicos explotaron el hecho de que el límite del chorro está formado por segmentos de dos curvas distintas y utilizaron la distancia entre el núcleo y la ruptura del chorro, junto con el ancho del chorro, para medir indirectamente la masa y el giro del agujero negro. Con ese fin, Los científicos del MIPT desarrollaron un método que combina un modelo teórico, cálculos por computadora, y observaciones de telescopios.

Los investigadores están tratando de describir el chorro como un flujo de fluido magnetizado. En este caso, la forma del chorro está determinada por el campo electromagnético en él, que a su vez depende de varios factores, como la velocidad y la carga de las partículas en chorro, la corriente eléctrica dentro del jet, y la velocidad a la que el agujero negro acumula materia. Una interacción compleja entre estas características y los fenómenos físicos da lugar a la ruptura observada.

Existe un modelo teórico que predice la ruptura, para que el equipo pudiera determinar qué masa de agujero negro da como resultado que el modelo reproduzca la forma observada del chorro. Esto proporcionó un nuevo modelo para la estimación de la masa de un agujero negro, un nuevo método de medición, y una confirmación de las hipótesis subyacentes al modelo teórico.

"El nuevo método independiente para la estimación de la masa y el giro de un agujero negro es el resultado clave de nuestro trabajo. Aunque su precisión es comparable a la de los métodos existentes, tiene la ventaja de que nos acerca al objetivo final. A saber, refinando los parámetros del 'motor' central para comprender más profundamente su naturaleza, "dijo Elena Nokhrina, el autor principal del artículo y subdirector del laboratorio MIPT involucrado en el estudio.