Los astrónomos han observado directamente un agujero negro supermasivo que retuerce el tejido del espacio-tiempo alrededor de sí mismo, confirmando una predicción centenaria de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein. El fenómeno, conocido como frame-dragging o efecto Lense-Thirring, se detectó en una estrella que estaba siendo destrozada por la gravedad del agujero negro, proporcionando evidencia sin precedentes de cómo estos gigantes cósmicos deforman la realidad.
La ciencia detrás del espacio-tiempo
La teoría de Einstein de 1915 proponía que la masa distorsiona el espacio-tiempo (el concepto unificado de espacio y tiempo) creando lo que experimentamos como gravedad. Los objetos más masivos crean mayores distorsiones. En 1918, Josef Lense y Hans Thirring demostraron matemáticamente que los objetos masivos en rotación arrastrarían el espacio-tiempo junto con su movimiento, como una peonza que tira del agua en un remolino. Este efecto ha sido notoriamente difícil de medir directamente.
Por qué esto es importante: La confirmación del arrastre de fotogramas ofrece una nueva herramienta para estudiar los agujeros negros. Ahora podemos investigar su giro, cómo devoran materia (a través de eventos de perturbación de mareas o TDE) y los poderosos chorros de energía que emiten.
Evidencia tambaleante de un festín estelar
La observación se centra en un evento de perturbación de mareas (TDE) llamado AT2020afhd, donde una estrella se aventuró demasiado cerca de un agujero negro supermasivo. La gravedad del agujero negro estiró la estrella hasta convertirla en una hebra de material (un proceso denominado “espaguetificación”) antes de consumirla. A medida que los escombros estelares se arremolinaban formando un disco de acreción alrededor del agujero negro, el equipo notó una oscilación rítmica en sus emisiones de radio y rayos X.
Esta oscilación, que se repite cada 20 días terrestres, no fue aleatoria. Coincidía con la firma esperada del arrastre de fotogramas: el agujero negro literalmente retorcía el espacio a su alrededor.
Cómo se realizó la observación
El equipo utilizó datos del Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA (observaciones de rayos X) y el Very Large Array Karl G. Jansky (ondas de radio) para rastrear el TDE. A diferencia de los TDE anteriores, AT2020afhd mostró cambios de señal a corto plazo que no podían explicarse por la liberación de energía ordinaria. Esto confirmó la sospecha del equipo de que el agujero negro arrastraba el espacio a su alrededor.
“Nuestro estudio muestra la evidencia más convincente hasta el momento de la precesión Lense-Thirring… un agujero negro que arrastra consigo el espacio-tiempo”, dijo Cosimo Inserra de la Universidad de Cardiff. “Este es un verdadero regalo para los físicos”.
Gravitomagnetismo e investigaciones futuras
El descubrimiento sugiere que los objetos masivos en rotación generan un “campo gravitomagnético”, similar a cómo los objetos cargados en rotación crean campos magnéticos. Esto abre nuevas vías para comprender la física de los agujeros negros y los entornos extremos que los rodean. Un análisis más detallado podría perfeccionar nuestra comprensión del arrastre de fotogramas y sus implicaciones para el universo.
En conclusión: La observación del espacio-tiempo arrastrado por un agujero negro no es solo una confirmación de la teoría de Einstein, sino un paso crucial para desbloquear los misterios de estos gigantes cósmicos. Proporciona un nuevo método para sondear los agujeros negros, sus hábitos alimentarios y los procesos violentos que desencadenan, ofreciendo una visión más profunda de la física más extrema del cosmos.
