Con el estado actual de los conocimientos y equipos científicos, La comprensión de los agujeros negros astrofísicos requiere invariablemente estudios detallados de los elementos observables que los rodean. El proyecto STRONGGRAVITY ha desarrollado herramientas analíticas novedosas para hacer precisamente eso, con un enfoque en la radiación.
Los procesos de radiación que tienen lugar cerca de los agujeros negros nos dicen mucho sobre la física en condiciones extremas, condiciones que ni siquiera las configuraciones experimentales más avanzadas pueden recrear. También brindan una oportunidad única para probar la teoría de la relatividad de Einstein en el régimen de campo fuerte.
Utilizando datos de la misión satelital de rayos X XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, el Observatorio Europeo Austral y otras fuentes relevantes, El proyecto STRONGGRAVITY (Probing Strong Gravity by Black Holes Across the Range of Masses) tiene como objetivo comprender mejor estos procesos de radiación. Dr. Michal Dovciak, junto con su equipo en el Instituto Astronómico de la Academia Checa de Ciencias, ha pasado los últimos cuatro años analizando e interpretando observaciones espectrales de múltiples longitudes de onda y de sincronización rápida de sistemas que contienen agujeros negros con el fin de profundizar esta comprensión.
Las nuevas herramientas del proyecto, que puede calcular el espectro, propiedades de sincronización y polarización de las radiaciones en la vecindad del agujero negro, se espera que no solo contribuyan a la astrofísica, sino también para permitir nuevas investigaciones e ideas científicas en Europa y más allá.
¿Por qué es importante comprender mejor los procesos de radiación cerca de los agujeros negros?
Los agujeros negros se entienden bastante bien como objetos matemáticos, sin embargo, todavía existen muchos misterios sobre cómo se comportan como objetos astrofísicos. ¿Cómo interactúan con su entorno en el centro de las galaxias? ¿Cómo se alimentan de la materia cercana y cuál es la naturaleza de su acreción? ¿Cuáles son las razones de los flujos de salida con los que alimentan a la galaxia anfitriona?
Toda la información que podemos obtener sobre los agujeros negros, ya que los objetos astrofísicos se originan a partir de radiaciones en sus inmediaciones, especialmente aquellos con mucha energía. Por lo tanto, nos concentramos principalmente en los rayos X. Tenemos que descifrar todos los procesos que crean o influyen en esta radiación para comprender mejor lo que está sucediendo, más específicamente, en qué componentes constan estos sistemas (disco de acreción, corona, vientos etc.), cuáles son sus propiedades y cómo interactúan mutuamente.
¿En qué tipo de agujeros negros te enfocas y por qué?
Nos centramos en numerosos fuentes de núcleos galácticos activos, cada una de las cuales alberga un agujero negro supermasivo de un rango de masa equivalente a millones o miles de millones de masas solares, así como algunos agujeros negros de origen estelar dentro de nuestra galaxia.
Una fuente particular de interés es Sgr A *, el agujero negro supermasivo pero silencioso en el centro de nuestra galaxia. Nos hemos concentrado en las especies más activas de agujeros negros, ya que nos proporcionan la mayor cantidad de información posible para estudiarlos.
¿Cuáles diría que fueron las principales aportaciones del proyecto?
Hemos desarrollado algunas herramientas y modelos nuevos y sofisticados, así como algunos preexistentes mejorados. Los astrónomos están utilizando estas herramientas y modelos para comprender mucho mejor los datos que provienen de observaciones desde tierra y satélites.
Usando esas herramientas, por ejemplo, hemos detectado el primer indicio de la precesión relativista de la órbita de una de las estrellas más cercanas al agujero negro central de la Vía Láctea.
¿Cómo contribuirán estas nuevas herramientas a misiones futuras como ATHENA?
Ya los hemos utilizado para definir el tema científico 'Los entornos cercanos de los agujeros negros supermasivos' para la misión ATHENA. Hemos simulado observaciones con diferentes instrumentos de esta misión para estimar su desempeño en diferentes configuraciones posibles. Los dos objetivos principales de este tema consisten en medir la rotación del agujero negro a través de la reflexión de rayos X del disco de acreción, así como la geometría de la corona del disco de acreción mediante estudios de reverberación de rayos X.
¿Cómo puede la comunidad científica acceder a sus herramientas y utilizarlas?
Tenemos una página web dedicada en nuestro sitio web donde se proporcionan las herramientas junto con la documentación sobre cómo usarlas.
¿Qué es lo que aún necesita lograr antes de que finalice el proyecto?
Hay varios subproyectos que aún no se han completado y nos gustaría finalizarlos antes de que finalice el proyecto. Todavía estamos trabajando en los cálculos de la influencia que tiene la corona en la emisión del disco de acreción, estamos mejorando el código para los estudios de reverberación de rayos X y nos gustaría terminar el modelo de reflexión para las binarias de los agujeros negros galácticos.
