Los agujeros negros están tan lejos que quizá nunca lleguemos a ver uno con nuestros propios ojos. Sin embargo, gracias a la NASA y sus visualizaciones podemos hacernos una idea, no de cómo sería un agujero negro, sino un sistema binario.

Sobre la base de su trabajo anterior, acerca de un agujero negro simulado y su disco de acreción, el astrofísico Jeremy Schnittman del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA juntó dos agujeros negros para ver qué pasaba.

“Estamos observando dos agujeros negros supermasivos, uno más grande con 200 millones de masas solares y un compañero más pequeño que pesa la mitad”, explicó. “Estos son los tipos de sistemas binarios en los que, según creemos, ambos podrían mantener discos de acreción con una duración de millones de años”, añadió.

Visualización

La simulación comienza como si estuviésemos mirando hacia abajo mientras los dos agujeros negros supermasivos orbitan entre sí. Sus sombras se encuentran en medio de cada uno, rodeado por un amplio disco de acreción.

El anillo delgado entre el borde interior del disco de acreción y la sombra del agujero negro recibe el nombre de anillo de fotones. En este punto, la gravedad es tan fuerte que los fotones quedan atrapados en una órbita estable alrededor del agujero negro. Si los fotones se acercan más, caerían más allá del horizonte de eventos, donde no son observables.

A medida que continúa la simulación, la perspectiva del espectador desciende hasta el plano orbital de los dos agujeros negros. Al principio, se aprecia la luz del disco doblada en la parte posterior para formar un halo, y la luz frente a la sombra del agujero negro se torna más brillante a medida que se mueve hacia el espectador, y más tenue al alejarse.

Lo anterior se conoce como radiación relativista y es causada por el efecto Doppler, en el cual la forma de las ondas (en este caso, ondas de luz) aparentemente cambian dependiendo de su dirección de viaje. Luego, muy rápidamente todo se vuelve extraño.

Luz distorsionada

Schnittman utilizó dos colores diferentes para representar a los dos agujeros negros con el fin de diferenciarlos más rápidamente mientras los campos gravitacionales se doblan y deforman.

La luz de cada agujero negro se distorsiona aún más a medida que se ve influenciada por la gravedad de su compañero binario. Posteriormente, la vista se amplía y se mueve de arriba hacia abajo, donde, viajando alrededor del anillo de fotones de un agujero negro, encontramos la vista lateral de su compañero.

Esto se debe a que la luz se dobla 90 grados, por lo que podemos obtener vistas simultáneas de arriba hacia abajo y de lado distorsionadas de cada agujero negro. “Un aspecto sorprendente de esta nueva visualización es la naturaleza auto-similar de las imágenes producidas por lentes gravitacionales”, añade Schnittman.

Obtener imágenes directas de un agujero negro conlleva mucho esfuerzo, y los agujeros negros supermasivos binarios son bastante raros. Debido a esto, son pocas las probabilidades de ver en  la vida real la visualización de Schnittman. Aun así, simulaciones como estas nos ayudan a comprender la física de los entornos extremos alrededor de los agujeros negros supermasivos.