¿Qué métodos pueden usar los astrónomos para encontrar un agujero negro?

Hay tres formas factibles principales de detectar un agujero negro:

• Lentes gravitacionales: la fuerte atracción gravitacional de un agujero negro dobla el espacio-tiempo y la luz proveniente de las estrellas cercanas (cercanas en el sentido de estar en el mismo espacio en nuestro cielo) se dobla hacia adentro. Hay algunos tipos de distorsión bien conocidos debido a la gravedad, pero principalmente podemos ver galaxias, que son más o menos elípticas, dobladas en forma de panqueque.

  

• Discos y chorros de acreción: a medida que el agujero negro "succiona" polvo y otra materia similar del espacio cercano, la materia se acelera a velocidades relativistas y emite rayos X a medida que muere dentro del horizonte de eventos.

  

• Estrellas orbitando agujeros negros: si una estrella está orbitando un agujero negro, parecerá estar orbitando un espacio vacío (ya que básicamente no podemos ver un agujero negro directamente).

  

Otras formas, como la radiación de Hawking, solo son teóricamente posibles por ahora: tal vez podríamos ver viejos mini agujeros negros "explotando", pero no está muy claro cómo sucedería eso exactamente y hasta ahora no se ha visto ninguno.

Para que conste, las lentes gravitacionales nunca se han utilizado para detectar o incluso observar un agujero negro conocido. La imagen espectacular de arriba de galaxias con lentes se debe a un cúmulo de galaxias que forma la lente, y es aproximadamente un millón de veces más masivo que el agujero negro más masivo.

Con toda probabilidad, detectaremos agujeros negros con ondas gravitacionales (p. ej., LIGO o LISA) antes de una lente fuerte. Sin embargo , la microlente puede usarse muy pronto para detectar BH aislados en nuestra galaxia, a lo largo de la línea de sitio de estrellas individuales en el bulbo galáctico.

Para un agujero negro de masa estelar, la respuesta rápida es que no hay una superficie dura desde la cual el material que cae pueda chocar y salpicar o dispersarse. El horizonte de sucesos no es una sustancia dura o material. Entonces, un agujero negro tiene algunas diferencias distintivas de una estrella de neutrones, donde el material en un disco de acreción golpea una superficie dura. Es de esta manera que uno puede identificar un objeto como un agujero negro.

Las preguntas frecuentes del Observatorio de rayos X Chandra responden a esta pregunta sobre el supuesto agujero negro en el centro de la Vía Láctea. Uno de los pasos es ingresar los valores observados en las ecuaciones de GR. Por lo tanto, cualquier agujero negro observado depende de la validez de GR, como lo confirma ese enlace. Si GR no es válido, cualquier cosa que pensemos que es un agujero negro podría ser un objeto con una superficie física, con una velocidad de escape en su superficie muy cercana a la velocidad de la luz.

La forma en que los astrónomos solían detectar el agujero negro es usando imágenes de rayos X de uno de los muchos tipos de telescopios que orbitan la tierra.