El descubrimiento del agujero negro de Bonkers prueba la validez de la teoría de Einstein después de 106 años

Cuando los científicos se volvieron por primera vez Con los telescopios de rayos X NuSTAR y XMM-Newton hacia un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia distante que lleva el inolvidable nombre IZwicky1, conocían su misión:

¿Cómo puede ser eso algo de naturaleza? poderes más oscuros ¿También son algunos de los más brillantes? Se llaman agujeros negros agujeros negros por alguna razón. Sin embargo, los gases calientes que caen en los agujeros negros se calientan mucho y brillan intensamente.

Esta era una pregunta que el equipo internacional buscaba resolver. En cambio, terminaron confirmando Albert Einstein La relatividad general se encuentra en una de sus pruebas más extremas hasta el momento.

Al observar casualmente llamaradas de rayos X excepcionalmente brillantes alrededor del agujero negro supermasivo y analizar cuidadosamente los «ecos» del resplandor, los investigadores pudieron establecer que lo que realmente vieron fueron reflejos de rayos X de Detrás calabozo.

La inmensa gravedad del agujero negro estaba doblando la luz de rayos X alrededor de una esquina, por así decirlo.

«Es realmente una confirmación más de que esta curvatura de la luz todavía funciona como predijo Einstein, incluso cuando la gravedad se vuelve muy fuerte y muy cerca de un agujero negro», dice Dan Wilkins. inverso. Wilkins es el primer autor del artículo y científico investigador de la Universidad de Stanford.

«Confirma lo que ya sabíamos, pero en una escala mucho más extrema», dice.

estas los resultados Publicado el miércoles en la revista naturaleza.

qué hay de nuevo – en un Relatividad: la teoría especial y general, Einstein analiza dos teorías interrelacionadas: una es la relatividad general, un concepto que se propuso en 1915.

La relatividad general sugiere que un objeto masivo puede distorsionar el espacio-tiempo a su alrededor, creando lo que experimentamos como gravedad. Este aspecto de la teoría ha sido probado muchas veces, quizás la más famosa durante el eclipse solar de 1919, cuando el astrónomo Arthur Eddington confirmó que el Sol Gravedad inclinada hacia la luz Desde las estrellas, tal como predijo Einstein.

«Es su lente gravitacional el mas extremo. »

Desde entonces, los astrónomos han utilizado la atracción gravitacional de galaxias distantes para ver a su alrededor hacia objetos más distantes, un fenómeno conocido como «lente gravitacional».

Pero este nuevo trabajo lleva la lente gravitacional a un nivel completamente nuevo, según Wilkins.

«No es sólo que la luz se refleja un poco. Viene desde detrás del agujero negro, doblando todo el camino hacia nuestra línea de visión», dice. «Es una lente gravitacional en su forma más extrema».

¿Cómo lo hicieron? Cuando el polvo y el gas estelar caen en un agujero negro supermasivo, dice Wilkins, se aplanan y giran en un disco, como el agua que corre por un fregadero. Esto crea un brillo de alta intensidad en las partes visibles y de rayos X del espectro electromagnético.

Su equipo estaba midiendo rayos X cuando «de repente, comenzó a emitir lo que llamamos destellos de rayos X», dice. «De repente, los rayos X son 2,5 veces más brillantes durante un período de tiempo muy corto».

Las llamaradas extremadamente brillantes se reflejan, o hacen eco, del disco giratorio de gas caliente alrededor del agujero negro.

Los ecos y las llamaradas que provocan son fenómenos bien conocidos, pero Wilkins dice que el equipo está empezando a notarlo. adicional Ecos que no esperaban.

«Estos eran ecos de la parte posterior del disco», dice. «Los ecos que provienen del lado lejano del disco, la parte que está oculta por la sombra del agujero negro, en realidad se curvan alrededor del borde del agujero negro».

Por qué eso importa – En el panorama general, los nuevos hallazgos agregan otro ladrillo en la columna de evidencia de respaldo. relatividad general. También existen implicaciones para una mejor comprensión de las galaxias, las estrellas y los propios agujeros negros.

Se cree que la mayoría de las galaxias tienen un agujero negro supermasivo en su centro, incluyendo Nuestra galaxia, la Vía Láctea. Comprender cómo funcionan estos agujeros negros supermasivos podría ayudar a los científicos a comprender mejor su papel potencial en la formación de galaxias, según Wilkins.

Y en el proceso de verificar la curvatura gravitacional de los rayos X alrededor de este agujero negro supermasivo, los investigadores también desarrollaron una nueva herramienta para ayudarlos a estudiar otros agujeros negros. La mayoría de estas cosas están muy lejos de la obtención de imágenes, pero Wilkins dice que ahora pueden usar las mediciones de los ecos de rayos X como una especie de sonar para «reconstruir esa imagen, ese mapa, del entorno hostil fuera del agujero negro».

Entonces que – El siguiente paso inmediato para Wilkins y otros investigadores es perfeccionar nuevas técnicas para obtener mediciones cada vez mejores de los ecos de rayos X, así como una mejor imagen de cómo se ve realmente el área alrededor del agujero negro.

Nuevos telescopios espaciales de rayos X, como el Telescopio avanzado para astrofísica de alta energía de la Agencia Espacial Europea (Atenas), prevista para principios de 2030, podría ser de gran ayuda.

«Va a ser el telescopio de rayos X más grande que jamás hayamos lanzado, y con un telescopio más grande, tendremos una vista mucho más detallada», dice Wilkins. «Obtendremos una imagen cada vez más clara de este entorno hostil fuera del agujero negro y descubriremos qué le sucede a este gas en sus últimos momentos antes de que caiga en él».

Abstracto: Las regiones más profundas de los discos de acreción alrededor de los agujeros negros están fuertemente irradiadas por rayos X emitidos por un halo variable y altamente comprimido, en las inmediaciones del agujero negro. Los rayos X reflejados desde el disco y el retardo de tiempo, a medida que los cambios en el eco de la emisión de rayos X o el «rebote» del disco, proporcionan una vista del entorno justo fuera del horizonte de sucesos. I Zwicky 1 (I Zw 1) es una galaxia cercana a Seyfert 1 con franjas estrechas. Estudios previos de rayos X que rebotan desde el disco de acreción revelaron que la corona consta de dos componentes: un componente extendido y que cambia lentamente que se extiende sobre la superficie del disco de acreción interno, y un núcleo paralelo, con fluctuaciones de luminosidad que se propagan hacia arriba desde su base. que domina el contraste rápido. Aquí informamos observaciones de destellos de rayos X emitidos alrededor del agujero negro supermasivo de I Zw 1. La reflexión de rayos X desde el disco de acreción a través de la línea de hierro K relativamente ampliada y la joroba de Compton se detecta en el espectro de emisión de rayos X. El análisis de los destellos de rayos X revela breves destellos de fotones consistentes con el resurgimiento de la emisión detrás del agujero negro. Los cambios de energía de estos fotones determinan sus orígenes en diferentes partes del disco. Estos son fotones que resuenan desde el lado más alejado del disco, se doblan alrededor del agujero negro y se amplifican por el fuerte campo gravitacional. Las observaciones de fotones curvos alrededor del agujero negro confirman una predicción clave de la relatividad general.