Descubierta la velocidad a la que giran los agujeros negros

Esta semana se ha resuelto uno de esas preguntas que tanto preocupa a astrónomos y científicos, y que además está relacionada con unos de los cuerpos celestes que más misterios ocultan de todo nuestro universo: los agujeros negros. Por primera vez, a pesar de que no era el primer intento, se ha conseguido medir la velocidad a la que gira un agujero negro supermasivo, es decir, un agujero negro cuya masa es varios millones (o incluso billones) de veces la del sol.

Gracias a un estudio llevado a cabo conjuntamente entre la NASA, con su telescopio NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) y la ESA, con el XMM – Newton, se ha podido medir la velocidad a la que gira el agujero negro situado en el centro de la galaxia NGC135, que se encuentra a aproximadamente unos 56 millones de años luz de nuestro planeta. Y los resultados son sorprendentes: su velocidad de giro es 0.84 veces la de la luz, muy cercana a la máxima velocidad que según la Teoría de la Relatividad de Einstein puede alcanzar un cuerpo con masa.

¿Cómo se ha comprobado la velocidad?

Para poder contestar a esta pregunta, es necesario explicar el concepto de disco de acreción: se trata, ni más ni menos, de la materia que se acumula alrededor del agujero negro debido a la fuerte fuerza gravitatoria que este ejerce. Polvo, restos de estrellas, asteroides… Cualquier cuerpo que entre dentro del horizonte de sucesos pasará a formar parte del disco de acreción.

Al estar el disco girando, la materia se mueve. Este movimiento provoca fricción entre los distintos cuerpos que lo forman, y dicha fricción provoca emisiones de rayos X, que pueden observarse con los instrumentos adecuados (como lo son, obviamente, el XMM-Newton y el NuSTAR). Y aquí es donde entra en juego el efecto Doppler.

El efecto Doppler dice, básicamente, que la frecuencia que percibimos de una onda varía si su fuente tiene velocidad relativa respecto al observador (es decir, que o bien uno de los dos se mueve y el otro está quieto, o bien se mueven los dos a velocidades o en direcciones/sentidos diferentes). Esto puede apreciarse perfectamente cuando la onda es acústica: ¿quién no ha notado nunca cómo cambia la forma en que oímos el motor de un coche a medida que este se acerca o aleja de nosotros?  Pues lo mismo ocurre con cualquier otro tipo de onda.

Dado que el agujero negro está girando, la frecuencia que percibimos de los rayos X que salen de él variará en función del giro de este. Y analizando dichas variaciones, es posible hallar la incógnita que se buscaba: la velocidad con la que gira.

Si bien, como ya he comentado antes, no es la primera vez que se intenta calcular esta velocidad, si es la primera que se consigue hacerlo con tanta precisión, gracias a la novedosa tecnología implementada en el NuSTAR.

Si alguno está interesado en una explicación más técnica  y precisa de todo esto, podéis encontrar los resultados de investigación en el siguiente artículo de la revista Nature.

¡Espero que os haya gustado el artículo! Ojalá este estudio sea sólo la punta del iceberg de una serie de descubrimientos relacionados con este misterioso campo del que aún queda mucho por hablar. ¡Un saludo y hasta la próxima!

Fuentes: ABC.es, Materia, The Conversation, NASA