Un agujero negro girando de costado

Los agujeros negros son objetos enormes en el universo. Al igual que con todos los demás objetos del universo, los agujeros negros también giran, lo que se describe mediante una cantidad conservada llamada momento angular, que explica tanto la velocidad de la masa giratoria como su distancia desde el eje de rotación.

Las firmas observadas de los agujeros negros en los sistemas binarios de rayos X dependen de su masa, rotación, tasa de acumulación, ángulo de desalineación entre la rotación del agujero negro y el momento angular orbital.

Científicos de la Universidad de Turku determinaron recientemente el eje orbital de la binaria de rayos X de un agujero negro. Encontraron una diferencia significativa entre el eje de rotación del agujero negro y la órbita del sistema binario.

Usando observaciones ópticas polares del agujero negro binario de rayos X MAXI J1820 + 070, los científicos han proporcionado la primera medición confiable del eje de rotación del agujero negro en un sistema binario. Su medida indica que el eje de rotación de un agujero negro en un sistema binario está inclinado más de 40 grados con respecto al eje de la órbita estelar.

Esto muestra una diferencia significativa entre el eje de giro del agujero negro y la órbita del sistema binario. La diferencia entre los ejes era de más de 40 grados.

Guri Potanin, profesor de astronomía en la Universidad de Turku, dijo: «La predicción de alineación, en gran medida, no se aplica a objetos exóticos como los binarios de rayos X de agujeros negros. Los agujeros negros en estos sistemas se formaron por un cataclismo cósmico: el colapso de una estrella masiva».

«Ahora vemos que el agujero negro extrae material de una estrella más ligera cercana que lo orbita. Vemos luz brillante y radiación de rayos X como el último suspiro de la materia que cae, así como la emisión de radio de los chorros relativistas que se expulsan del sistema».

En 2018, los científicos descubrieron emisiones relativistas de un binario de agujeros negros de rayos X. Luego determinaron la dirección determinando el eje de rotación del propio agujero negro. Una vez que la fuente se atenuó, los científicos midieron la inclinación de la órbita. Para ello, utilizaron técnicas de espectroscopia.

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Gauri Potanin dijo, «Para determinar la orientación 3D de la órbita, también es necesario conocer el ángulo de la posición del sistema en el cielo, lo que significa cómo gira el sistema con respecto a la dirección norte en el cielo. Esto se midió utilizando técnicas de polarimetría».

Los resultados abren interesantes perspectivas para Estudios de formación de agujeros negros y la evolución de dichos sistemas, ya que es difícil obtener un desequilibrio tan severo en muchos escenarios de formación de agujeros negros y evolución binaria. «

La diferencia de más de 40 grados entre el eje orbital y la rotación del agujero negro fue completamente inesperada. Los científicos supusieron a menudo que esta diferencia era muy pequeña cuando modelaron el comportamiento de la materia en un espacio-tiempo curvo alrededor de un agujero negro. Los modelos existentes ya son complejos, y ahora los nuevos hallazgos nos obligan a agregarles una nueva dimensión”.

Alexandra Viledina, profesora asociada nórdica en Nordetta, Instituto Nórdico de Física Teórica, Él dijoY el «La polarización es una propiedad de la luz que se correlaciona con la dirección dominante de las oscilaciones del campo eléctrico. Esta dirección, definida por el ángulo de polarización, está relacionada con el eje de simetría del sistema, en nuestro caso, el eje orbital. Nos sorprendió encontrar que el la polarización en MAXI J1820+070 se compensa en gran medida por la dirección de las eyecciones relativistas».

Referencia de la revista:

  1. Gauri Potanin et al. Desalineación de la órbita del agujero negro en rayos X binarios MAXI J1820 + 070. DOI: 10.1126 / Ciencias .Bl 4679
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