Descubren la primera distorsión espaciotemporal giratoria causada por un agujero negro

Un equipo internacional de astrónomos ha logrado un hito extraordinario en la exploración del cosmos: la detección inequívoca de una distorsión del espacio-tiempo provocada por la rotación vertiginosa de un agujero negro. Este fenómeno, que hasta ahora solo había sido predicho por la teoría de la relatividad general de Albert Einstein y observado de forma indirecta, ha sido evidenciado gracias al seguimiento detallado de los restos de una estrella desgarrada por las fuerzas gravitatorias extremas del agujero negro.

El estudio, encabezado por científicos del Observatorio Astronómico Nacional de la Academia de Ciencias de China, con la colaboración de la Universidad de Cardiff, se centró en el evento AT2020afhd, clasificado como una disrupción de marea. Este tipo de eventos cósmicos ocurren cuando una estrella se acerca demasiado a un agujero negro supermasivo, siendo despedazada y formando un disco de acreción a su alrededor. Es precisamente en el análisis del movimiento de este material estelar donde los investigadores han identificado por primera vez una clara señal de la llamada «precesión de marco de arrastre», una manifestación directa del efecto Lense-Thirring.

La física que subyace a esta observación se remonta a las ideas revolucionarias de Einstein sobre la gravedad, según las cuales la presencia de masa deforma el tejido del espacio-tiempo. Cuando esa masa, en este caso un agujero negro, gira a gran velocidad, se produce un efecto adicional: el espacio-tiempo circundante es literalmente arrastrado en la dirección de la rotación, como si fuera una peonza cósmica. Este fenómeno es conocido como «frame-dragging» o arrastre de referencia, y ha sido uno de los aspectos más intrigantes y difíciles de observar de la relatividad general.

El equipo empleó telescopios de última generación y técnicas de espectroscopía de alta resolución para monitorizar la luz emitida por los restos estelares en las semanas y meses posteriores al evento de disrupción. Los datos revelaron que el material no solo orbitaba alrededor del agujero negro, sino que describía un movimiento en espiral que coincidía con las predicciones teóricas del arrastre de marco. La señal observada se corresponde con una precesión, es decir, una oscilación en la orientación del disco de acreción, causada por la influencia gravitatoria del agujero negro en rápida rotación.

El descubrimiento no solo confirma una predicción fundamental de la física moderna, sino que también abre nuevas vías para el estudio de los agujeros negros y las condiciones extremas del universo. Hasta la fecha, los efectos de frame-dragging solo se habían observado de forma indirecta, como en el caso de la misión Gravity Probe B de la NASA, que midió el arrastre del espacio-tiempo cerca de la Tierra, pero nunca antes se había visto de manera tan clara y directa en el entorno de un agujero negro supermasivo.

La importancia de este avance radica en que proporciona una herramienta única para estudiar la naturaleza de los agujeros negros, su velocidad de rotación y otras propiedades fundamentales. Además, el análisis detallado de eventos de disrupción de marea permite a los astrónomos investigar cómo se comporta la materia bajo condiciones de gravedad extrema, lo que podría arrojar luz sobre otros misterios cósmicos, como la formación de chorros relativistas o la evolución de galaxias enteras.

El hallazgo también pone de relieve el papel crucial de la cooperación internacional y el acceso a telescopios de alta tecnología en la frontera de la ciencia. China, con su ambicioso programa espacial y astronómico, se suma así a la larga tradición de observatorios europeos y estadounidenses en la búsqueda de respuestas sobre los enigmas más profundos del cosmos. En este sentido, el trabajo se alinea con los esfuerzos de agencias como la NASA y la ESA, así como con el desarrollo de misiones privadas y públicas que aspiran a desentrañar la física de los agujeros negros y otros cuerpos extremos.

Mientras tanto, compañías privadas como SpaceX y Blue Origin continúan impulsando la infraestructura espacial que, en un futuro próximo, podría permitir la observación directa de estos fenómenos en otras longitudes de onda o incluso desde estaciones orbitales avanzadas, abriendo la puerta a una nueva era de astrofísica experimental.

Este descubrimiento marca un antes y un después en la comprensión de los efectos más exóticos de la gravedad y consolida la posición de la astronomía moderna como una ciencia capaz de poner a prueba las teorías más audaces de la física. El espacio-tiempo, lejos de ser un escenario estático, se revela como un ente dinámico y mutable, susceptible de ser alterado por los actores más extremos del universo.

(Fuente: SpaceDaily)