Esta imagen simulada por computadora muestra un agujero negro supermasivo en el núcleo de una galaxia. La región negra en el centro representa el horizonte de eventos del agujero negro, donde ninguna luz puede escapar del agarre gravitacional del objeto masivo. La poderosa gravedad del agujero negro distorsiona el espacio a su alrededor como un espejo de la casa de la diversión. La luz de las estrellas de fondo se estira y difumina a medida que las estrellas pasan rozando el agujero negro. Crédito:NASA, ESA, y D. Coe, J. Anderson, y R. van der Marel (STScI)
Investigadores de la Universidad de Waterloo han desarrollado un método que detectará aproximadamente 10 agujeros negros por año, duplicar el número que se conoce actualmente en dos años, y probablemente revelará la historia de los agujeros negros en poco más de una década.
Avery Broderick, profesor del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Waterloo, y Mansour Karami, un estudiante de doctorado también de la Facultad de Ciencias, Trabajó con colegas en Estados Unidos e Irán para encontrar el método que tiene implicaciones para el campo emergente de la astronomía de ondas gravitacionales y la forma en que buscamos agujeros negros y otros objetos oscuros en el espacio. Fue publicado esta semana en El diario astrofísico .
"En los próximos 10 años, Habrá suficientes datos acumulados sobre suficientes agujeros negros para que los investigadores puedan analizar estadísticamente sus propiedades como población, "dijo Broderick, también miembro asociado de la facultad en el Instituto Perimetral de Física Teórica. "Esta información nos permitirá estudiar los agujeros negros de masa estelar en varias etapas que a menudo se extienden por miles de millones de años".
Los agujeros negros absorben toda la luz y la materia y emiten cero radiación, haciéndolos imposibles de imaginar, y mucho menos detectar contra el fondo negro del espacio. Aunque se sabe muy poco sobre el funcionamiento interno de los agujeros negros, sabemos que juegan un papel integral en el ciclo de vida de las estrellas y regulan el crecimiento de las galaxias. La primera prueba directa de su existencia fue anunciada a principios de este año por el Observatorio de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser (LIGO) cuando detectó ondas gravitacionales de la colisión de dos agujeros negros que se fusionan en uno.
"Todavía no sabemos qué tan raros son estos eventos y cuántos agujeros negros se distribuyen generalmente por la galaxia, ", dijo Broderick." Por primera vez, colocaremos toda la asombrosa física dinámica que LIGO ve en un contexto astronómico más amplio ".
Broderick y sus colegas proponen un enfoque más audaz para detectar y estudiar los agujeros negros, no como entidades individuales, pero en grandes cantidades como un sistema mediante la combinación de dos herramientas astrofísicas estándar en uso hoy:microlente e interferometría de ondas de radio.
La microlente gravitacional ocurre cuando un objeto oscuro como un agujero negro pasa entre nosotros y otra fuente de luz, como una estrella. La luz de la estrella se curva alrededor del campo gravitacional del objeto para llegar a la Tierra, haciendo que la estrella de fondo parezca mucho más brillante, no más oscuro como en un eclipse. Incluso los telescopios más grandes que observan eventos de microlentes en luz visible tienen una resolución limitada, decirles a los astrónomos muy poco sobre el objeto que pasó. En lugar de usar luz visible, Broderick y su equipo proponen usar ondas de radio para tomar múltiples instantáneas del evento de microlente en tiempo real.
"Cuando observas el mismo evento con un radiotelescopio, la interferometría, puedes resolver más de una imagen. Eso es lo que nos da el poder de extraer todo tipo de parámetros, como la masa del objeto, distancia y velocidad, "dijo Karami, estudiante de doctorado en astrofísica en Waterloo.
Tomar una serie de imágenes de radio a lo largo del tiempo y convertirlas en una película del evento les permitirá extraer otro nivel de información sobre el agujero negro en sí.
