Un equipo internacional dirigido por investigadores de la Universidad de Física de Oxford ha demostrado que Einstein tenía razón en una predicción clave sobre los agujeros negros. Utilizando datos de rayos X para probar la teoría de la gravedad de Einstein, su estudio ofrece la primera prueba observacional de que existe una "región de inmersión" alrededor de los agujeros negros:un área donde la materia deja de rodear el agujero y, en cambio, cae directamente hacia adentro. Además, el equipo descubrió que esta región ejerce algunas de las fuerzas gravitacionales más fuertes identificadas hasta ahora en la galaxia. Los hallazgos se han publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. .
Los nuevos hallazgos son parte de una amplia investigación sobre misterios destacados en torno a los agujeros negros realizada por astrofísicos de la Universidad de Física de Oxford. Este estudio se centró en agujeros negros más pequeños relativamente cerca de la Tierra, utilizando datos de rayos X recopilados por los telescopios espaciales Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) y Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) de la NASA. A finales de este año, un segundo equipo de Oxford espera estar más cerca de grabar los primeros vídeos de agujeros negros más grandes y distantes como parte de una iniciativa europea.
A diferencia de la teoría de la gravedad de Newton, la teoría de Einstein afirma que lo suficientemente cerca de un agujero negro es imposible que las partículas sigan órbitas circulares con seguridad. En cambio, se "hunden" rápidamente hacia el agujero negro a una velocidad cercana a la de la luz. El estudio de Oxford evaluó esta región en profundidad por primera vez, utilizando datos de rayos X para comprender mejor la fuerza generada por los agujeros negros.
"Este es el primer vistazo a cómo el plasma, desprendido del borde exterior de una estrella, sufre su caída final hacia el centro de un agujero negro, un proceso que ocurre en un sistema a unos diez mil años luz de distancia", dijo el Dr. Andrew Mummery. , de Física de la Universidad de Oxford, quien dirigió el estudio. "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".
"La teoría de Einstein predijo que esta caída final existiría, pero esta es la primera vez que hemos podido demostrar que sucede", continuó el Dr. Mummery. "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".
"Creemos que esto representa un nuevo y emocionante avance en el estudio de los agujeros negros, que nos permitirá investigar esta última área alrededor de ellos. Sólo entonces podremos comprender completamente la fuerza gravitacional", añadió Mummery. "Esta caída final de plasma ocurre en el borde mismo de un agujero negro y muestra que la materia responde a la gravedad en su forma más fuerte posible".
Los astrofísicos llevan algún tiempo intentando comprender qué sucede cerca de la superficie del agujero negro y lo hacen estudiando los discos de material que orbitan a su alrededor. Hay una región final del espacio-tiempo, conocida como región de inmersión, donde es imposible detener un descenso final hacia el agujero negro y el fluido circundante está efectivamente condenado.
Desde hace muchas décadas los astrofísicos debaten si la llamada región de inmersión sería detectable. El equipo de Oxford ha pasado los últimos años desarrollando modelos para ello y, en el estudio que acaba de publicarse, demuestra su primera detección confirmada encontrada utilizando telescopios de rayos X y datos de la Estación Espacial Internacional.
Si bien este estudio se centra en pequeños agujeros negros más cercanos a la Tierra, un segundo equipo de estudio de la Universidad de Física de Oxford forma parte de una iniciativa europea para construir un nuevo telescopio, el Africa Millimeter Telescope, que mejoraría enormemente nuestra capacidad de tomar imágenes directas de los agujeros negros. . Ya se han obtenido más de 10 millones de euros de financiación, parte de los cuales se destinarán a varios primeros doctorados en astrofísica de la Universidad de Namibia, en estrecha colaboración con el equipo de la Universidad de Física de Oxford.
Se espera que el nuevo telescopio permita observar y filmar por primera vez grandes agujeros negros en el centro de nuestra propia galaxia, así como mucho más allá. Al igual que con los agujeros negros pequeños, se espera que los agujeros negros grandes tengan el llamado "horizonte de sucesos", arrastrando material desde el espacio hacia su centro en una espiral a medida que el agujero negro gira. Estas representan fuentes de energía casi inimaginables y el equipo espera observarlas (y filmarlas) girando por primera vez.
El estudio "Emisión continua desde la región de inmersión de los discos de los agujeros negros" ha sido publicado en Monthly Notices of the Astronomical Society.
