Novos datos sobre buratos negros

24. 04. 2019
V Conferencia Internacional de Exopolítica, Historia e Espiritualidade

Os datos do Telescopio Horizont Event EHT dan aos científicos unha nova idea dun monstro chamado Vía Láctea. Grazas a estes datos, observamos de preto o burato negro por primeira vez.

Un sistema de radiotelescopios que se colocan ao redor da Terra e que lle chamamos EHT (Telescopio Horizont de eventos), centrado nuns cantos xigantes. Sagitario A é un buraco negro súper masivo no centro da Vía Láctea e un buraco negro aínda maior a 53,5 millóns de anos luz de distancia na galaxia M87. En abril de 2017, os observatorios uniron forzas para observar os límites dos buracos negros, onde a forza da gravidade é tan forte que nin os raios de luz poden saír dela. Despois de case dous anos comparando os datos, os investigadores publicaron as primeiras imaxes adquiridas destas observacións. Agora os científicos esperan que as novas imaxes nos poidan dicir máis sobre buratos negros.

Como é realmente un burato negro?

Os buracos negros son realmente dignos do seu nome. A enorme besta gravitacional non emite luz en ningunha parte do espectro electromagnético, polo que non parecen existir por si soas. Pero os astrónomos saben que están por aí por algún tipo de escolta. Mentres a súa forza gravitatoria pulsa no gas e po estelares, fórmase ao seu redor unha masa en forma de disco de acreción xiratorio cos seus átomos que chocan. Esta actividade emite "calor branca" e emite raios X e outras radiacións de alta enerxía. Os buratos negros saturados con máis "odio" iluminan entón todas as estrelas das galaxias circundantes.

Suponse que na imaxe do telescopio EHT de Sagittaria A na zona da Vía Láctea, tamén chamada Sgr A, terá a sombra dun burato negro no seu disco de acreción de material brillante. As simulacións por ordenador e as leis da física gravitacional ofrecen aos astrónomos unha boa idea do que esperar. Debido á alta forza gravitatoria preto do burato negro, o disco de acreción deformarase ao redor do horizonte do anel e este material será visible detrás do burato negro. É probable que a imaxe resultante sexa asimétrica. A gravidade dobra a luz da parte interna do disco cara á Terra máis forte que a parte exterior e fai que parte do anel sexa máis lixeira.

¿As leis do dereito xeral aplícanse á relatividade arredor dun burato negro?

A forma exacta do anel pode resolver o punto morto máis frustrante da física teórica. Os dous piares da física son a teoría da relatividade xeral de Einstein, que controla obxectos masivos e gravitacionalmente fortes como o burato negro e a mecánica cuántica, que controla o estraño mundo das partículas subatómicas. Cada teoría funciona no seu propio dominio. Pero non poden traballar xuntos.

A física Lia Medeiros da Universidade de Arizona en Tucson di:

"A relatividade xeral e a física cuántica son incompatibles entre si. Se a relatividade xeral se aplica na rexión dun burato negro, pode significar un paso adiante para os físicos ".

Debido a que os buracos negros son o ambiente gravitacional máis extremo do universo, son o mellor ambiente para a proba de esforzo da teoría da gravidade. É como tirar teorías contra unha parede e esperar se e como a están derrubando. Se se aplica a teoría xeral da relatividade, entón os científicos esperan que un burato negro teña unha sombra específica e, polo tanto, unha forma circular; se a teoría de Einstein non se aplica, entón a sombra terá unha forma diferente. Lia Medeiros e os seus colegas aplicaron unha simulación por computadora a diferentes sombras de 12 buracos negros, que poderían diferir das teorías de Einstein.

L. Mederios di:

"Se atopamos algo diferente (alternativas ás teorías da gravidade), será como un agasallo de Nadal".

Incluso unha pequena desviación da teoría xeral da relatividade axudaría aos astrónomos a cuantificar o que ven do que esperan.

As estrelas mortas chamadas púlsares rodean un buraco negro na Vía Láctea?

Outro xeito de probar a teoría xeral da relatividade ao redor dos buracos negros é observar como as estrelas se moven ao seu redor. Cando a luz das estrelas flúe no campo de extrema atracción dun burato negro preto dela, a luz "esténdese" e, polo tanto, parécenos máis vermella. Supuxose este proceso, chamado "cambio gravitacional vermello" e a teoría xeral da relatividade. O ano pasado, os astrónomos observárono preto da rexión SgrA. Ata agora boas novas para a teoría de Einstein. Un xeito aínda mellor de confirmar este fenómeno é facer a mesma proba en púlsares, que xiran rapidamente e arrastran os raios de radiación ao ceo estrelado a intervalos regulares e parecen pulsar.

O cambio gravitacional vermello perturbaría así o curso metronómico regular e a súa observación tería unha proba máis precisa da teoría da relatividade xeral.

Scott Ranson do Observatorio Astronómico Nacional en Charlottesville di:

"Para a maioría da xente que observa a área SgrA, sería un soño descubrir púlsares, ou púlsares que orbitan arredor dun burato negro. Os púlsares poden proporcionar moitas probas moi interesantes e moi detalladas da teoría xeral da relatividade. "

Non obstante, a pesar dunha observación coidadosa, ata o momento non se atopou ningún púlsar que circulase na proximidade suficiente á rexión SgrA. En parte porque o po e o gas galáctico dispersan os seus raios e son difíciles de atacar. Pero EHT ofrece a mellor vista ata o centro das ondas de radio, polo que S. Ransom e os seus colegas esperan poder facelo. "É como unha expedición de pesca con poucas posibilidades de capturar, pero paga a pena", engade S.Ransom.

O Pulsar PSR J1745-2900 (á esquerda na ilustración) descubriuse en 2013. Orbita exactamente 150 anos luz ao redor dun buraco negro no centro da galaxia. Non obstante, está demasiado lonxe para facer probas precisas da teoría xeral da relatividade. A propia existencia deste púlsar dá aos astrónomos a esperanza de empregar EHT para descubrir un púlsar cada vez máis preto do burato negro.

Como producen chorros negros os buracos negros?

Algúns buratos negros son caníbales famentos e atraen cantidades masivas de gas e po, mentres que outros comen esixentes. Ninguén sabe por que. SgrA parece ser un comedor ansioso cun disco sorprendentemente escuro, a pesar dunha masa igual a 4 millóns de masas solares. Outro obxectivo obxectivo de EHT, o burato negro da galaxia M87, é un caníbal voraz. Pesa entre 3,5 e 7,22 millóns de soles. E que, ademais do enorme disco de acreción acumulado nas súas proximidades, unha corrente de partículas subatómicas cargadas irrompe desde el ata unha distancia de 5 anos luz.

Thomas Krichbaum Institute of Radio Astronomy en Bonn di:

"É un pouco contraditorio pensar que un buraco negro exclúe algo".

A xente adoita pensar que un burato negro só absorbe. Moitos buratos negros producen chorros máis longos e anchos que as galaxias enteiras e poden chegar a miles de millóns de anos luz do burato negro.

A cuestión natural é cal é unha poderosa fonte de enerxía que emite chorros a tan grandes distancias. Grazas a EHT, finalmente podemos rastrexar estes eventos por primeira vez. A forza do campo magnético dun buraco negro na galaxia M87 pódese estimar medindo EHT, porque están relacionadas coas forzas dos chorros. Ao medir as propiedades dos chorros cando están preto dun burato negro, axuda a determinar de onde provén o chorro, desde o interior do seu disco, ou dende outra parte do disco ou desde o propio burato negro.

Estas observacións tamén poden aclarar se os chorros proceden dun burato negro ou dun material de fluxo rápido no disco. Debido a que os chorros poden levar material fóra do centro da galaxia á rexión intergaláctica, isto podería explicar o efecto sobre a evolución e o crecemento das galaxias. E incluso onde nacen os planetas e as estrelas.

T. Krichbaum di:

"É importante comprender a evolución das galaxias desde a formación temperá de buracos negros ata o nacemento de estrelas e, finalmente, ata o nacemento da vida. Esta é unha historia moi grande e, estudando os chorros dos buracos negros, só complementamos lixeiramente as pequenas partículas do gran crebacabezas da vida ".

Nota do editor: Esta historia actualizouse o 1 de abril de 2019 especificando a masa do burato negro M 87: a masa da galaxia é de 2,4 billóns de masas do Sol. O propio burato negro ten unha masa como varios millóns de soles. O apéndice, a simulación do burato negro, é un exemplo de confirmación da teoría da relatividade xeral de Einstein, non da súa refutación.

Artigos similares