Los agujeros negros pueden existir ahora a través del universo a velocidades asombrosas, poco menos del 10% de la velocidad de la luz.
Según simulaciones de colisiones entre estos objetos extremos, esta es la velocidad máxima que puede alcanzar un agujero negro después de una colisión energética.
Es mucho más rápido que cálculos previossugiriendo que si bien todavía tenemos mucho que aprender cómo chocan los agujeros negrosCada vez estamos más cerca de comprender estos hechos violentos y sus consecuencias.
«Pudimos proporcionar una estimación precisa del retroceso final, producto de la colisión de alta energía de dos agujeros negros», escriben los investigadores James Healy y Carlos Loustodel Instituto de Tecnología de Rochester.
«La extrapolación para los giros extremos nos llevó a estimar un valor de 28.562 ± 342 kilómetros por segundo para el retroceso final, limitándolo así a menos del 10% de la velocidad de la luz».
Cuando dos agujeros negros se fusionan, el producto final no necesariamente termina ocupando la posición orbital galáctica original como el binario. La colisión, dependiendo de su energía, puede producir un retroceso quien «patea» el Agujero negro final –producto de los dos originales– hacia una nueva trayectoria y una nueva velocidad.
Esto sucede cuando la energía gravitacional se distribuye de manera desigual, con más emisiones en una dirección, como resultado de masas o espines desiguales, o ambos, en el par de agujeros negros que preceden a la fusión.
Estimaciones anteriores sitúan la velocidad máxima alcanzable mediante este efecto en aproximadamente 5.000 kilómetros por segundo en relación con su punto de origen.
Hasta ahora se ha detectado un agujero negro de alta velocidad que los científicos creen que es producto de una patada de retroceso. Viaja 1.542 kilómetros por segundo. Pero definir los límites del proceso puede ayudar a los astrónomos a determinar con qué frecuencia ocurre.
Esta es información crucial para la ciencia de los agujeros negros. Por ejemplo, detectamos agujeros negros más masivos que La teoría sugiere que deberían ser.
Una gran cantidad de agujeros negros en rotación después de ser golpeados en una colisión podría explicar esto. Los agujeros negros más en movimiento aumentan las posibilidades de colisiones, lo que puede producir agujeros negros que son más masivos que la Tierra. límite de masa de colapso del núcleo.
La configuración inicial para una colisión final de agujeros negros binarios. (Healy y Lousto, Phys. Rev. Lett., 2023)
Healy y Lousto utilizaron una supercomputadora para ejecutar 1.381 simulaciones numéricas completas de colisiones entre dos agujeros negros de igual masa con espines opuestos apuntando a lo largo de su plano orbital.
Así alcanzaron su velocidad máxima: 28.562 kilómetros por segundo. Eso es más de 100 millones de kilómetros por hora. La velocidad de escape de un objeto que cruza la Vía Láctea desde la vecindad solar es 497 kilómetros por segundo.
El objeto más rápido jamás construido por el hombre es la sonda solar Parker, que ha alcanzado 163 kilómetros por segundo en 2021.
Entonces, ¿agujeros negros en condiciones óptimas de colisión? Muy rápido. Afortunadamente, es muy poco probable que el escenario exacto utilizado por los investigadores se haga realidad; pero el descubrimiento de límites extremos abre el camino para futuros estudios.
En realidad, es reconfortante saberlo. Un estudio realizado hace unos años reveló que podría haber cientos de agujeros negros Golpea con un disparo de retroceso alrededor de la Vía Láctea incluso mientras lees estas palabras.
Si viajan un poco más lento, la idea parece un poco menos desalentadora (aunque probablemente no nos alcancen de todos modos).
Healy y Lousto también notaron que la rotación y orientación de los agujeros negros en su simulación eran críticas para la velocidad de la patada resultante. Planean explorar el papel del giro con más detalle en un artículo futuro.
La investigación ha sido publicada en cartas de examen fisico.
Por Michelle Starr
Publicado en Alerta científica
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