Se propone un método para acotar la carga eléctrica del agujero negro supermasivo M87* mediante el análisis del momento angular orbital de su radiación. Utilizando la analogía entre los espacio-tiempos giratorios y los medios ópticos no homogéneos, se obtuvo una fórmula analítica simple que relaciona el momento angular orbital promedio de la luz observada con la relación carga-masa. Su aplicación a los datos existentes da un límite superior Q/M ≲ 0.39 para M87*. El análisis se centra en la carga eléctrica como ejemplo teórico, ya que se supone que los agujeros negros astrofísicos son neutros, pero el método es general y puede ampliarse para acotar otros tipos de cargas —grados de libertad que definen distintas soluciones de agujeros negros. Los resultados demuestran el potencial del momento angular orbital como un nuevo parámetro observable fundamental, que sirve como complemento independiente a los métodos basados en la observación de la sombra, para sondear las propiedades de objetos compactos en rotación y verificar la gravedad en el régimen de campo fuerte.
La luz, al pasar cerca de un agujero negro en rotación, se enrosca en una espiral, como el agua alrededor de un desagüe. La carga eléctrica del agujero actúa como una palanca adicional: cuanto más potente es, más apretados se enrollan los rayos. Los astrofísicos encontraron una forma de usar esta helicidad para medir la carga de un agujero negro — sin contacto directo, simplemente analizando el giro de la luz. Antes este fenómeno solo se estudiaba en laboratorios, ahora se ha convertido en una herramienta cósmica.
Los investigadores aplicaron el método a las observaciones de la galaxia M87, donde se encuentra el famoso agujero M87*, cuya sombra fue fotografiada por primera vez en 2019. El análisis mostró: la relación carga-masa no supera 0,39 — el objeto es casi eléctricamente neutro, tal como se esperaba. Pero el principal hallazgo no es el número, sino el método. Ahora el espacio-tiempo curvado se puede sondear a través del grado de torsión de los rayos, lo que proporciona una verificación independiente de la gravedad fuerte. En el futuro, de esta manera será posible buscar nuevos campos o dimensiones adicionales inaccesibles por otros medios. Un giro inesperado: el mismo principio de torsión de la luz se usa en las comunicaciones cuánticas para multiplicar la densidad de información en un solo haz.
🎯 El agujero M87* se hizo famoso en 2019, cuando los astrónomos obtuvieron su primera imagen: ese famoso anillo naranja. Su sombra es tres veces más ancha que la órbita de Plutón.
🎬 En la ciencia ficción, los agujeros negros cargados son raros: los escritores y directores se interesan mucho más por su rotación (como en 'Interstellar') o por la posibilidad de viajar a través de agujeros de gusano.