Agujero negro se dobla escapando de la luz 'como un boomerang'

  • Paul Sparks
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La luz que escapa de un agujero negro puede "boomerang" en su camino hacia la libertad, revelan nuevas imágenes de rayos X.

Los investigadores encontraron este comportamiento extraño al revisar las observaciones de rayos X de archivo de un agujero negro que es aproximadamente 10 veces más masivo que nuestro sol. Situado a unos 17.000 años luz de la Tierra, el agujero negro extrae material de una estrella asociada; juntos, el agujero negro y la estrella se conocen como XTE J1550-564.

Las cosas pueden ponerse bastante raras alrededor de un agujero negro. Estos objetos cósmicos excepcionalmente densos ejercen una atracción gravitacional tan poderosa que ni siquiera la luz puede resistir su atracción. Y los científicos descubrieron recientemente que la luz se comporta de manera aún más extraña alrededor de un agujero negro de lo que se pensaba. La luz en el disco de acreción de un agujero negro, una nube aplanada en espiral de polvo y gas que rodea los bordes de un agujero negro, a veces puede escapar al espacio. Pero la luz que partía del agujero negro XTE J1550-564 no siguió el camino predecible. En lugar de escapar directamente del disco, la luz se dirigió hacia el agujero negro y luego se reflejó en el disco y se alejó del agujero negro "como un boomerang", informaron los investigadores en un nuevo estudio..

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Modelaron el disco de acreción del agujero negro y su corona, una zona de gas de menor densidad muy cerca del agujero negro, utilizando datos capturados por Rossi X-ray Timing Explorer, una misión satelital de la NASA ahora desaparecida que investigó agujeros negros, estrellas de neutrones. y otros objetos emisores de rayos X entre 1995 y 2012.

"Por lo general, lo que estudiamos es la luz que proviene de ese gas", la corona, "y rebota en este disco que gira en espiral hacia el agujero negro", dijo la autora principal del estudio, Riley Connors, investigadora postdoctoral en física en el Instituto de California. del Centro Cahill de Tecnología para Astronomía y Astrofísica en Pasadena, California.

Normalmente, el equipo estudia la luz "que proviene de esa corona y golpea el disco, rebota y luego llega a nuestros telescopios. Eso es algo que hemos estado estudiando durante mucho tiempo", dijo Connors. .

Esta vez, sin embargo, parte de la luz que rebotaba en el disco del agujero negro parecía originarse en el propio disco y no en la corona; Luego fue arrastrado hacia el agujero negro antes de rebotar.

"Lo que encontramos, que se predijo en la década de 1970, es que se podía ver la luz que proviene del disco doblado completamente hacia sí mismo", dijo Connors..

La luz de diferentes regiones alrededor del agujero negro tiene firmas de rayos X distintivas que les dicen a los científicos de dónde vino la luz. Cuando los autores del estudio observaron los datos de XTE J1550-564, vieron luz que se reflejaba en el agujero negro, pero tenía "huellas digitales" de emisión que no coincidían con las de la luz que provenía de la corona, dijo Connors. Luego, los investigadores recurrieron a modelos informáticos para explicar la anomalía..

Esta ilustración muestra cómo parte de la luz que proviene de un disco alrededor de un agujero negro se dobla hacia el propio disco debido a la gravedad del agujero negro; la luz luego se refleja en el disco. (Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (IPAC) / R. Connors (Caltech))

Dar un nuevo giro a los agujeros negros

Este descubrimiento podría ayudar a los científicos a confirmar otros aspectos esquivos de los agujeros negros, como la rapidez con que giran. Los investigadores ya comprenden cómo se comporta un disco de acreción alrededor de un agujero negro. Al agregar esta luz boomerang a sus modelos de computadora, los astrofísicos pueden calcular la velocidad de rotación de un agujero negro en función de la cantidad de luz que se dobla y rebota, explicó Connors..

"Es quizás una forma más confiable de medir qué tan rápido están girando los agujeros negros", dijo. '"

Aunque este fenómeno se ha documentado hasta la fecha solo en el sistema XTE J1550-564, es probable que este no sea el único agujero negro donde la luz realiza estas inusuales hazañas gimnásticas, dijo Connors..

"Estamos empezando a mirar datos de otros agujeros negros; tenemos datos de múltiples satélites de rayos X para docenas de estos sistemas en nuestra propia galaxia", dijo. "Creemos que deberíamos ver esto en muchas otras fuentes".

Los hallazgos aparecen en la edición en línea del 20 de marzo de The Astrophysical Journal..

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Publicado originalmente el .

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