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El telescopio Event Horizon (EHT) ha cartografiado recientemente el objeto compacto central de la galaxia M87 con una resolución angular sin precedentes. El notable avance se ha interpretado basándose en la teoría de que M87 contiene un agujero negro giratorio o "Kerr". Una nueva investigación publicada en EPJ C por Chandrachur Chakraborty y Qingjuan Yu, del Instituto Kavli de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Pekín (KIAA-PKU), y Masoumeh Ghasemi-Nodehi y Youjun Lu, de los Observatorios Astronómicos Nacionales de China, analiza posibles explicaciones alternativas para la imagen.
"La colaboración EHT ha intentado demostrar que la imagen observada es en general coherente con las expectativas de la sombra de un agujero negro de Kerr", dice Chakraborty.
"Como no se han descartado las alternativas al BH de Kerr, hemos investigado si los datos de EHT son también consistentes o no con modelos alternativos para el objeto central de M87".
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| Formas de sombra resultantes de los cuatro ajustes diferentes del espín (a∗) y del parámetro NUT (n∗), es decir, (a∗,n∗)=(0,0) (métrica de Schwarzschild), (1, 0) (métrica de Kerr de rotación extrema), (0,9, 0,7) (KTN BH) y (5, 0,9) (KTN NS), respectivamente, para i=17∘. Esta figura ilustra que las formas de las sombras resultantes de los diferentes ajustes de los parámetros KTN son casi circulares, pero los tamaños de las sombras pueden ser significativamente diferentes entre sí. En el recuadro, aunque mostramos que la desviación resultante de la circularidad está sólo dentro del 5% para estos ajustes particulares de los parámetros, puede ser, de hecho, mayor para los diferentes ajustes de a∗ y n∗. Crédito: DOI: 10.1140/epjc/s10052-021-09696-3 |
Chakraborty continúa explicando que él y sus coautores tenían un propósito principal: mostrar cómo un monopolo gravitomagnético -o un parámetro NUT- afecta al tamaño y la forma de la sombra, y si se puede descartar o no su existencia en M87*. "Para demostrarlo, utilizamos los valores de los parámetros observacionales de la primera imagen de M87* y descubrimos que un monopolo gravitomagnético distinto de cero sigue siendo compatible con las observaciones actuales del EHT", afirma Chakraborty.
Chakraborty continúa explicando qué es un monopolo gravitomagnético:
"En la naturaleza, los polos magnéticos norte y sur siempre van de la mano. Al cortar una barra magnética por la mitad se crean dos imanes, cada uno de los cuales sigue teniendo dos polos, en lugar de crear polos norte y sur separados en cada mitad. Sin embargo, sus primos electrostáticos, las cargas positivas y negativas, existen de forma independiente".
El investigador añade que en la física teórica, la gravedad y el electromagnetismo tienen características análogas. "La masa se considera el análogo de la carga eléctrica. Por lo tanto, llamamos a la masa carga gravitoeléctrica", dice Chakraborty. "La siguiente pregunta es si existe en la naturaleza la carga gravitomagnética o el llamado monopolo gravitomagnético".
"En ese sentido, ningún modelo es incorrecto, y esto básicamente pone una fuerte restricción en la estructura del espaciotiempo de la fuente de radio compacta central en M87", concluye Chakraborty, añadiendo cómo podrían probarse las teorías en competencia.
"Esencialmente, las mediciones precisas tanto del tamaño de la sombra como de la asimetría podrían poner fuertes restricciones al parámetro de Kerr y al parámetro de NUT, y romper las degeneraciones entre los espaciotiempos de Kerr y de Kerr-Taub-NUT, incluyendo las de los agujeros negros y las singularidades desnudas".
Fuentes, créditos y referencias:
M. Ghasemi-Nodehi et al, Investigating the existence of gravitomagnetic monopole in M87*, The European Physical Journal C (2021). DOI: 10.1140/epjc/s10052-021-09696-3