Una de las predicciones más fundamentales de la teoría de la relatividad de Einstein es la existencia de agujeros negros. A pesar de la reciente detección de ondas gravitacionales de agujeros negros binarios por parte de LIGO, la evidencia directa que usa ondas electromagnéticas sigue siendo difícil y los astrónomos la están buscando conradiotelescopios. Astrofísicos de la Universidad Goethe de Frankfurt y colaboradores del proyecto BlackHoleCam, financiado por el ERC, en Bonn y Nijmegen, han creado y comparado imágenes realistas y coherentes de la sombra de un agujero negro supermasivo, como el candidato de agujero negro.Sagitario A * Sgr A * en el corazón de nuestra galaxia, tanto en relatividad general como en una teoría de la gravedad diferente. El objetivo era probar si los agujeros negros de Einstein se pueden distinguir de los de las teorías alternativas de la gravedad.
No todos los rayos de luz o fotones producidos por la materia que cae en un agujero negro quedan atrapados por el horizonte de eventos, una región del espacio-tiempo desde la cual nada puede escapar. Algunos de estos fotones llegarán a observadores distantes, de modo que cuandoel agujero negro se observa directamente, se espera una "sombra" contra el cielo de fondo. El tamaño y la forma de esta sombra dependerán de las propiedades del agujero negro, pero también de la teoría de la gravedad.
Debido a que las mayores desviaciones de la teoría de la relatividad de Einstein se esperan muy cerca del horizonte de eventos y dado que las teorías alternativas de la gravedad hacen diferentes predicciones sobre las propiedades de la sombra, las observaciones directas de Sgr A * representan un enfoque muy prometedor para probar la gravedad enel régimen más fuerte. Hacer tales imágenes de la sombra del agujero negro es el objetivo principal de la colaboración internacional Horizon Telescope Collaboration EHTC, que combina datos de radio de telescopios de todo el mundo.
Los científicos del equipo BlackHoleCam en Europa, que forman parte del EHTC, ahora han ido un paso más allá e investigaron si es posible distinguir entre un agujero negro "Kerr" de la gravedad de Einstein y un agujero negro "dilaton", quees una posible solución de una teoría alternativa de la gravedad.
Los investigadores estudiaron la evolución de la materia que cae en los dos tipos muy diferentes de agujeros negros y calcularon la radiación emitida para construir las imágenes. Además, las condiciones físicas de la vida real en los telescopios y el medio interestelar se usaron para crear imágenes físicamente realistas."Para capturar los efectos de diferentes agujeros negros, utilizamos simulaciones realistas de discos de acreción con configuraciones iniciales casi idénticas. Estas costosas simulaciones numéricas usaron códigos de vanguardia y tomaron varios meses en la supercomputadora LOEWE del Instituto", dice el Dr.Yosuke Mizuno, autor principal del estudio.
Además, las imágenes de radio esperadas obviamente tienen una resolución y fidelidad de imagen limitadas. Al usar resoluciones de imagen realistas, los científicos descubrieron, para su sorpresa, que incluso los agujeros negros altamente no einsteinianos podrían disfrazarse como agujeros negros normales.
"Nuestros resultados muestran que existen teorías de la gravedad en las que los agujeros negros pueden enmascararse como Einsteinianos, por lo que es posible que se necesiten nuevas técnicas para analizar los datos de EHT para distinguirlos", comenta Luciano Rezzolla, profesor de la Universidad de Goethe y líder de Frankfurtequipo ". Aunque creemos que la relatividad general es correcta, como científicos debemos ser de mente abierta. Afortunadamente, las observaciones futuras y las técnicas más avanzadas finalmente resolverán estas dudas", concluye Rezzolla.
"De hecho, la información independiente de un púlsar en órbita, que estamos buscando activamente, ayudará a eliminar estas ambigüedades", dice Michael Kramer, director del MPI para Radio Astronomía en Bonn. Heino Falcke profesor de la Universidad de Radboud, quienHace 20 años propuso el uso de radiotelescopios para obtener imágenes de la sombra de los agujeros negros, es optimista. "Hay pocas dudas de que el EHT finalmente obtendrá una fuerte evidencia de una sombra de agujero negro. Estos resultados nos animan a refinar nuestras técnicas más allá del estado actualdel arte y así crear imágenes aún más nítidas en el futuro "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Goethe de Frankfurt . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :