Detectan por primera vez la luz que rebota ‘detrás’ de un agujero negro

El campo gravitatorio del agujero negro dobla el espacio a su alrededor, permitiendo que la luz 'haga eco'. ¿Qué significa esta detección? ¿Cuál es el papel de las predicciones de Einstein en este descubrimiento?

Una novedosa observación realizada en un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia a 800 millones de años luz de distancia ha permitido comprender mejor cómo funciona la radiación en los agujeros negros, además de confirmar nuevamente las ecuaciones que Albert Einstein expuso en su Teoría de la Relatividad General escrita hace más de cien años. 

Se trata de la primera vez que se observa un ‘eco’ de luz detrás un agujero negro. Como su definición ampliamente estudiada nos dicta, estos objetos poseen una masa tan grande que ni siquiera la luz puede escapar a su extrema gravedad, que dobla el tejido espacio-tiempo a su alrededor. Ahora, una nueva observación publicada en la edición del 28 de julio de la revista Nature ha logrado captar el ‘eco’ de la luz que rebota en un agujero negro. En concreto, se trata de rayos X, luz muy energética. 

En un vídeo explicativo, el doctor en Física de partículas y divulgador científico Javier Santaolalla explica el descubrimiento: “Los agujeros negros están rodeados de un disco de materia que está cayendo permanentemente en su interior, el denominado ‘disco de acreción’. Este disco puede estar formado por un gas interestelar o incluso por restos de alguna estrella compañera”. 

“Conforme esta materia se va calentando, va emitiendo radiación, es decir, luz”. Debido a la potente gravedad, este material no solo se va calentando, sino también ionizando, con lo que se genera un plasma, formando lo que se conoce como la ‘corona’ de un agujero negro”, continúa explicando Santaolalla. 

Pues bien; el equipo científico autor de este descubrimiento – de la Universidad de Stanford– estudió esta corona en 2020, y lo que encontró fue un ‘rebote’ de esta radiación en el disco de acreción; un reflejo de esta radiación. “Una ráfaga retrasada y de menor intensidad, igual que ocurre con el eco cuando estás entre dos montañas”, ejemplifica en su vídeo el divulgador. 

Pero la clave del estudio es la siguiente: entre sus observaciones también detectaron otra ráfaga de rayos X rebotando, esta vez, en la parte trasera del agujero negro. En concreto, los autores lo describen como “destellos adicionales de rayos X que eran más pequeños, posteriores y de diferentes 'colores' que las llamaradas brillantes”. 

La infografía muestra cómo el campo gravitatorio del agujero negro dobla el espacio a su alrededor, permitiendo que la luz 'haga eco'
La infografía muestra cómo el campo gravitatorio del agujero negro dobla el espacio a su alrededor, permitiendo que la luz 'haga eco' /ESA

La distorsión gravitatoria en el entorno del agujero negro haría que esta radiación de rebote pasara por encima de él, como si lo saltase, llegando hasta nosotros. Esto coincide exactamente con las ecuaciones de la Teoría de la Relatividad. 

El autor principal del estudio, el astrofísico Dan Wilkins, lo explica así: "La luz que entra en ese agujero negro no sale, por lo que no deberíamos poder ver nada que esté detrás del agujero negro. La razón por la que podemos ver eso es porque ese agujero negro está deformando el espacio, doblando la luz y retorciendo los campos magnéticos alrededor de sí mismo". 
Pese a todo, y como recuerda Santaolalla: “Einstein nunca estudió agujeros negros ni radiación, pero esto nos sirve para comprender cómo funciona la radiación en un agujero negro, y nos permite comprobar que las ecuaciones de la Relatividad General funcionan; quedan muy bien en el estudio”, concluye. 

 

Más información:

'Light bending and X-ray echoes from behind a supermassive black hole', Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03667-0 

Laura Marcos

Laura Marcos

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