Un grupo de astrónomos logró por primera vez registrar cómo un agujero negro supermasivo, al devorar una estrella, literalmente retuerce el espacio y el tiempo a su alrededor. Este fenómeno, conocido como precesión de Lense-Thirring, durante mucho tiempo fue solo una predicción teórica derivada de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein. Ahora, los científicos no solo han conseguido observar este efecto, sino que también lo han estudiado en detalle usando como ejemplo una estrella que se acercó demasiado a este gigante cósmico.
El foco del estudio fue un agujero negro que destroza una estrella y absorbe su materia. Durante las observaciones, los especialistas notaron que la órbita de la estrella se comporta de forma inusual, como si “oscilara”, lo que supuso la primera evidencia directa de cómo un agujero negro en rotación distorsiona el propio espacio a su alrededor. Este descubrimiento no solo confirma teorías de hace un siglo, sino que también ofrece una nueva perspectiva sobre los procesos que ocurren cerca de estos objetos.
La investigación se realizó utilizando datos del telescopio espacial Swift y del radiotelescopio Very Large Array (VLA). Los científicos analizaron un llamado evento de disrupción de marea estelar (TDE), identificado como AT2020afhd. En este proceso, una estrella atrapada en el campo gravitacional del agujero negro se estira formando un hilo largo y genera un disco de acreción, del cual parte de la materia es absorbida por el agujero negro y otra parte es expulsada en forma de potentes chorros, conocidos como jets.
Precesión de Lense-Thirring
La teoría que explica estos fenómenos fue propuesta a principios del siglo XX por los físicos austriacos Josef Lense y Hans Thirring. Según sus cálculos, los objetos masivos en rotación pueden “arrastrar” el espacio y el tiempo a su alrededor, creando un efecto comparable a un remolino en torno a un objeto que gira rápidamente en el agua. Hasta ahora, este efecto solo se había observado de manera indirecta y únicamente en objetos de una escala mucho menor.
En una nueva investigación, los científicos observaron por primera vez cómo el disco de acreción y los chorros de un agujero negro comienzan a ‘oscilar’ de forma sincronizada con una periodicidad de unos 20 días terrestres. Estos cambios rítmicos en los rangos de rayos X y radio no podían explicarse por los procesos habituales que ocurren cuando un agujero negro absorbe materia. La modelización demostró que precisamente la precesión de Lense-Thirring es la responsable de tales oscilaciones.
Según Cosimo Inserra, uno de los participantes del proyecto de la Universidad de Cardiff, este descubrimiento ha sido un verdadero regalo para los físicos. No solo confirma las predicciones de Einstein, sino que también permite comprender mejor la naturaleza de los eventos de disrupción por marea de estrellas y los mecanismos de formación de los chorros.
Nuevos horizontes en la investigación
La observación de AT2020afhd brindó a los científicos una oportunidad única para estudiar cómo los agujeros negros “devoran” estrellas y cómo, en este proceso, se generan potentes eyecciones de materia. Resultó que no solo el disco de acreción, sino también los propios chorros están sujetos a la influencia de la precesión, lo que se refleja en su emisión a lo largo de todo el espectro electromagnético.
Anteriormente, este tipo de fenómenos se detectaban únicamente mediante señales de radio estables; sin embargo, en esta ocasión, los investigadores observaron cambios breves que no se ajustaban a los patrones habituales. Esto permitió vincular con gran precisión los efectos observados con la teoría de Lense-Thirring y proponer un nuevo método para estudiar la rotación de los agujeros negros.
Un análisis más detallado de los datos obtenidos ayudará a los científicos a comprender mejor la física de los procesos que ocurren cerca de los agujeros negros supermasivos, así como a precisar los parámetros de su rotación y su interacción con la materia circundante. Esto, a su vez, podría llevar a nuevos descubrimientos en el campo de la astrofísica y la cosmología.
Campos gravitomagnéticos
El estudio también demostró que un agujero negro en rotación genera lo que se conoce como un campo gravitomagnético, similar al campo magnético que surge cuando un objeto cargado gira. Este campo afecta no solo al movimiento de las estrellas, sino también al de otros objetos cercanos, lo que abre nuevas perspectivas para el estudio de la dinámica de los núcleos galácticos.
Los científicos señalan que descubrimientos como este nos recuerdan la enorme diversidad y el carácter asombroso del universo. Incluso más de cien años después del surgimiento de la teoría general de la relatividad, esta sigue encontrando confirmación en los rincones más inesperados del cosmos.
Por si no lo sabía, la Cardiff University es uno de los principales centros de investigación del Reino Unido y participa activamente en proyectos astronómicos internacionales. El telescopio espacial Swift y el radiotelescopio VLA se consideran de los instrumentos más avanzados para observar fenómenos cósmicos extremos. El descubrimiento realizado por un equipo internacional de científicos ha sido publicado en una de las revistas científicas más prestigiosas y ya ha causado gran repercusión en la comunidad científica.
