Actualizado 17/04/2018 17:16 CET

Sombras de agujero negro para distinguir su naturaleza

Sombras de agujero negro obtenidas por ordenador
FROMM/YOUNSI/MIZUNO/REZZOLLA

   MADRID, 17 Abr. (EUROPA PRESS) -

   Astrofísicos han creado y comparado imágenes de la sombra de un agujero negro como Sagitario A, en el centro de nuestra galaxia, en relatividad general y en una teoría diferente de la gravedad.

   El objetivo de los científicos de la Universidad Goethe de Frankfurt y colaboradores en el proyecto BlackHoleCam, era comprobar si los agujeros negros de Einstein se pueden distinguir de los definidos por 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 scuesos, una región del espacio-tiempo de la cual nada puede escapar. Algunos de estos fotones llegarán a observadores distantes, de modo que cuando se observe un agujero negro 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 sucesos y las teorías alternativas de la gravedad hacen predicciones diferentes sobre las propiedades de la sombra, las observaciones directas de Sagitario A representan un enfoque muy prometedor para evaluar la gravedad régimen. Hacer esas imágenes de la sombra del agujero negro es el objetivo principal de la colaboración internacional Event Telescope Collaboration (EHTC), que combina datos de radio de telescopios de todo el mundo.

   Científicos del equipo BlackHoleCam en Europa, que forman parte del EHTC, 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", que es 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 utilizaron para crear imágenes físicamente realistas.

   "Para capturar los efectos de diferentes agujeros negros usamos simulaciones realistas de discos de acreción con configuraciones iniciales casi idénticas. Estas costosas simulaciones numéricas usaban códigos de última generación y llevaban varios meses en el superordenador LOEWE del Instituto", dice en un comunicado 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 podían disfrazarse como agujeros negros normales.

   "Nuestros resultados muestran que hay teorías de la gravedad en las que los agujeros negros pueden enmascararse como einstenianos, por lo que pueden ser necesarias nuevas técnicas para analizar los datos de EHT", señala Luciano Rezzolla, profesor de la Universidad de Goethe y líder del equipo de Frankfurt. "Si bien creemos que la relatividad general es correcta, como científicos tenemos que 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 de Radio Astronomy en Bonn.

   Heino Falcke (profesor de la Universidad de Radboud), que hace 20 años propuso usar radiotelescopios para obtener imágenes de la sombra de los agujeros negros, es optimista. "Hay pocas dudas de que el EHT finalmente obtendrá fuertes pruebas de una sombra de agujero negro. Estos resultados nos alientan a refinar nuestras técnicas más allá del estado actual de la técnica y así hacer imágenes aún más nítidas en el futuro".