martes, 15 de febrero de 2011

Cómo detectar un agujero negro


Se supone que en el centro de nuestra Vía Láctea hay un agujero negro.
Un grupo de investigadores propuso una forma para detectar a los agujeros negros rotatorios.
La idea apunta a una característica única de unos agujeros negros que, fieles a su nombre, nunca han sido vistos antes.
El enfoque, presentado en la revista Nature Physics, aprovecharía una propiedad de la luz llamada "ímpetu angular orbital".
Y es que, según los científicos, la turbulenta naturaleza del tejido de tiempo-espacio alrededor de los agujeros negros rotatorios le impondría una "torcedura" a ese ímpetu que podría ser detectada desde la tierra.

Las partículas de la luz conocidas como fotones poseen dos tipos de ímpetu -una especie de energía transportada en el movimiento- pero sólo uno de ellos es familiar.
"Tomemos la Tierra como ejemplo: ésta gira alrededor de su eje en cerca de 24 horas, éste es su ímpetu angular de rotación, y también se mueve en la órbita alrededor del sol, este es su ímpetu angular orbital", explicó Bo Thide, uno de los coautores del ensayo.
"Y los fotones pueden transportar ambos (tipos de ímpetu)", le dijo a la BBC.
El ímpetu angular de rotación de los fotones se manifiesta en el familiar fenómeno de la polarización, un efecto que utilizan algunos anteojos para el sol y lentes de tercera dimensión.
Sin embargo, el ímpetu angular orbital es más elusivo y, aunque su existencia fue anticipada por el padre del electromagnetismo, James Clerk Maxwell, no fue sino hasta 1992 que se pudo encontrar el modo de manipularlo.
"Eso es la relatividad"
Ahora, el profesor Thide, del Instituto Sueco de Física Espacial, y sus colegas, han demostrado que las condiciones únicas alrededor de un agujero negro rotatorio podrían también darle un ímpetu angular orbital a la luz que pasa.
"Alrededor de un agujero negro rotatorio, el tiempo y el espacio se comportan de una manera rara: el espacio se transforma en tiempo mientras que el tiempo se transforma en espacio, y la totalidad del tiempo-espacio es arrastrada alrededor del agujero negro, es retorcida en torno al agujero negro", explica el profesor Thide.
Mientras que los teóricos han sabido de este efecto durante algún tiempo, se le calificaba como oscuro y de escasa importancia práctica.
Saul Teukolsky, astrofísico y experto en agujeros negros de la Universidad de Cornell, en Ithaca, Estados Unidos.
"Al tener una fuente de radiación, se puede tener una idea del retorcimiento del tiempo-espacio mismo. El rayo de luz podría pensar que se propaga en línea recta, pero, si se lo mira desde fuera, se verá que que se propaga en espiral. Ahí tiene relatividad"
La idea de que los agujeros negros rotatorios podrían dejar su impronta en la luz que pasa, fue propuesta por primera vez por Martin Harwit, de la Universidad de Cornell, en 2003, en un artículo en Astrophysical Journal.
Pero el profesor Harwit supuso que la luz vendría desde algún punto más allá del agujero negro y que simplemente pasaría cerca. Y sus cálculos demostraron que el efecto sería mínimo.
Ahora, sin embargo, el equipo del profesor Thide demostró que la emisión de luz desde el disco de material rotatorio que se supone existe alrededor de los agujeros negros, y que emite una luz intensa, produciría una impronta más profunda, suficientemente evidente como para ser detectada por los mayores telescopios en la Tierra, siempre que sus operadores sepan qué están buscando.
Champán, no supernova
Hay consenso en la presunción de que las grandes masas instaladas en el centro de las galaxias, incluyendo nuestra propia Vía Láctea, son agujeros negros y que si lo son, están girando.
De modo que un sello lumínico que puede revelar la existencia de agujeros negros rotatorios se revela como un poderoso instrumento para descubrir cómo se constituyó nuestra galaxia.
ólo los grandes telescopios podrán sumarse a la idea de detectar el retorcimiento de la uz.
"Mientras que los teóricos han sabido de este efecto durante algún tiempo, se le calificaba como oscuro y de escasa importancia práctica", dice Saul Teukolsky, astrofísico y experto en agujeros negros de la Universidad de Cornell, en Ithaca, Estados Unidos.
"Lo alentador aquí es la perspectiva de que pueda ser utilizado para medir la rotación del agujero negro en el centro de nuestra galaxia, aunque esta medición será difícil", le dijo a la BBC.
De hecho, para poner el método en práctica, sólo se pueden utilizar los mayores telescopios. El profesor Thide dice que el Very Large Array, de Nuevo México, y los telescopios de Square Kilometer Array y Atacama Large Millimetre Array, en construcción, podrían ayudar a comprobar la hipótesis.
"Habría que modificar la matriz de los telescopios en forma ligera, lo que probablemente sea sólo posible a través de software, y luego combinar sus señales de una manera inédita", explica.
"Si tenemos suerte, deberíamos ver la luz retorcida sobresaliendo. Si eso ocurre, entonces, abriremos una o dos botellas de champán", prometió.