Agujero negro de Kerr

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Un agujero negro de Kerr o agujero negro en rotación es una región de agujero negro presente en el espacio-tiempo de Kerr, cuando el objeto másico tiene un radio inferior a cierta magnitud, por encima de este radio el universo de Kerr no presenta región de agujero negro. Un agujero negro de Kerr es una región no isotrópica que queda delimitada por un horizonte de sucesos y una ergoesfera presentando notables diferencias con respecto al agujero negro de Schwarzschild. Esta nueva frontera describe una región donde la luz aun puede escapar pero cuyo giro induce altas energías en los fotones que la cruzan. Debido a la conservación del momento angular, este espacio forma un elipsoide, en cuyo interior se encuentra un solo horizonte de sucesos con su respectiva singularidad, que debido a la rotación tiene forma de anillo.

El espacio-tiempo de Kerr corresponde al campo gravitatorio producido por una cuerpo másico de masa M y el momento angular J. Esta solución nace del éxito del matemático Roy Kerr al resolver las ecuaciones de la relatividad en torno a un objeto masivo en rotación.

Tabla de contenidos

1 Universo de Kerr
- 1.1 Ergoesfera
2 Antes del límite estático y más allá...
3 Véase también
4 Referencias

[editar] Universo de Kerr

Un universo de Kerr es una variedad pseudoriemanniana o espacio-tiempo donde se verifican las ecuaciones de campo de Einstein en el vacío, usando las coordenadas de Boyer-Lindquist viende dada por:

$ds^2 = -\left(1-\frac{2GMr}{c^2\Sigma}\right)c^2dt^2 -\frac{4aGMr\sin^2\theta}{c^3\Sigma}cdtd\phi +\frac{\Sigma}{\Delta}dr^2$ $+ \Sigma d\theta^2 + \left(r^2+\frac{a^2}{c^2}+\frac{2a^2Mr\sin^2\theta}{c^3\Sigma}\right) \sin^2\theta d\phi^2$

Donde:

$\Sigma=r^2+\frac{a^2}{c^2}\cos^2\theta$ ,

$\Delta=r^2-\frac{2GMr}{c^2}+\frac{a^2}{c^2}$ ,

M es la masa del objeto masivo rotatorio,

a parámetro que describe la rapidez relativa de la rotación, que está relacionado al momento angular J por la relación a = J/M, y

c la velocidad de la luz, y G la constante de la gravitación universal.

[editar] Ergoesfera

La zona que delimita la frontera de la ergoesfera se llama límite estático, que al ser pasada nada puede escapar, y su fórmula depende de la masa y el momento angular del agujero:

${r_s} = {\frac{GM}{c^2}-\frac{a^2}{c^2}\cos^{2}\theta} \,\!$

Donde r_s es el perímetro de la ergoesfera, M es la masa y a es el cociente J/M (donde J es el momento angular).

[editar] Antes del límite estático y más allá...

Fuera de la ergoesfera se genera, en caso de tener una estrella compañera, otra zona llamada disco de acreción, donde la materia interestelar que es atraída por la fuerte curvatura del agujero negro, se arremolina alrededor alcanzando intensas energías. Se ha especulado que esto puede llevar a que se generen intensas corrientes eléctricas, cuyo flujo daría a lugar a un poderoso campo magnético que actuaría como un electroimán gigante. Así es.

Entre la ergoesfera y el horizonte de sucesos, se forma una región de dirección obligada, que atrae inevitablemente a todo objeto que en ella se encuentre, y cuya turbulencia es enorme debido a la rotación del agujero negro. Ya en el borde interno, o límite del horizonte de sucesos, nada escapa de la fuerza gravitatoria generada por la singularidad..