La astronomía moderna ha alcanzado un nuevo hito. Por primera vez, los científicos han observado directamente la oscilación del espacio-tiempo cerca de un agujero negro giratorio. Este descubrimiento, ocurrido durante la destrucción de una estrella, confirma una predicción clave de la relatividad de Einstein, abriendo nuevas puertas al estudio del cosmos.

La primera visión directa del arrastre de fotogramas

El fenómeno observado se conoce como precesión Lense-Thirring, o arrastre de fotogramas. Se trata de un efecto en el que un agujero negro en rotación deforma el espacio-tiempo a su alrededor, provocando que la materia cercana oscile lentamente.

El equipo de investigación, liderado por los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia China de Ciencias y apoyado por la Universidad de Cardiff, centró su atención en el evento AT2020afhd, un caso de disrupción de marea. En este fenómeno, una estrella fue destruida al acercarse demasiado a un agujero negro supermasivo.

Los restos de la estrella formaron un disco giratorio alrededor del agujero negro, mientras potentes chorros de material eran expulsados a velocidades cercanas a la luz. Al analizar las señales de rayos X y radio, los científicos descubrieron que tanto el disco como los chorros oscilaban de manera sincronizada.

Este movimiento repetitivo, con un ciclo de 20 días, ofreció la evidencia más clara hasta ahora del efecto de torsión del espacio-tiempo. La observación marca un avance crucial en la comprensión de cómo los agujeros negros interactúan con la materia y confirman una predicción centenaria de la física teórica.

Una predicción centenaria confirmada

La idea del arrastre de fotogramas fue propuesta por Einstein en 1913 y desarrollada matemáticamente por Lense y Thirring en 1918. Durante más de un siglo, este efecto gravitacional permaneció como una predicción difícil de comprobar.

El estudio publicado en Science Advances representa la evidencia más convincente hasta la fecha. Según el Dr. Cosimo Inserra, profesor de la Universidad de Cardiff, el hallazgo demuestra que un agujero negro puede arrastrar el espacio-tiempo de manera similar a cómo un trompo arrastra el agua en un remolino.

Este descubrimiento no solo confirma la relatividad general, sino que también ofrece una nueva herramienta para investigar el giro de los agujeros negros, el comportamiento de la materia que cae en ellos y la formación de chorros relativistas.

A diferencia de otros eventos de disrupción de marea, AT2020afhd mostró variaciones rápidas en las señales de radio, lo que reforzó la hipótesis del arrastre gravitacional. Así, los astrónomos cuentan ahora con un método innovador para explorar los secretos más profundos del universo.

Cómo los telescopios revelaron el efecto del agujero negro

La detección del arrastre de fotogramas fue posible gracias a una combinación de instrumentos de última generación. El equipo utilizó observaciones de rayos X del Observatorio Swift Neil Gehrels y datos de radio del Very Large Array Karl G. Jansky.

Además, aplicaron técnicas de espectroscopia electromagnética para estudiar la composición y el comportamiento del material circundante. Esto permitió confirmar la estructura del disco y la naturaleza del proceso físico subyacente.

El Dr. Inserra explicó que, al igual que un objeto cargado genera un campo magnético al girar, un agujero negro masivo crea un campo gravitomagnético que influye en el movimiento de estrellas y gas cercanos.

Este hallazgo no solo valida teorías centenarias, sino que también abre nuevas perspectivas para comprender la mecánica del cosmos. Es un recordatorio de que, al observar el cielo nocturno, aún tenemos la capacidad de descubrir fenómenos extraordinarios que revelan la riqueza y diversidad del universo.

La detección del arrastre de fotogramas marca un antes y un después en la física moderna. Confirmar una predicción de Einstein con observaciones directas fortalece nuestra comprensión del universo y ofrece nuevas herramientas para explorar los agujeros negros, esos misteriosos objetos que siguen desafiando los límites del conocimiento humano.

Referencia:

• Science Advance/Detection of disk-jet coprecession in a tidal disruption event. Link