Che cos'è un Buco nero rotante?

La rotazione fa qualcosa che nessun'altra proprietà di un buco nero fa: trascina con sé lo spazio-tempo stesso. Da vicino il trascinamento diventa totale. C'è una regione fuori dall'orizzonte — l'ergosfera, delimitata da una superficie schiacciata che tocca l'orizzonte ai poli e si rigonfia all'equatore — in cui stare fermi non è solo difficile ma impossibile, perché mantenere la posizione contro la rotazione dello spazio richiederebbe di muoversi più veloci della luce. Tutto ciò che vi entra è costretto a orbitare.

Ne consegue qualcosa che Roger Penrose notò nel 1969, ed è notevole. Manda un oggetto nell'ergosfera e spezzalo in due, lasciando che una metà cada oltre l'orizzonte su un'orbita retrograda; l'altra metà torna indietro con più energia di quanta ne avesse l'insieme all'ingresso. La differenza la paga il buco nero, che rallenta leggermente. Fino al 29 % della massa di un buco nero con rotazione massima è immagazzinato come energia rotazionale e può, in linea di principio, essere prelevato. È la fonte di energia più efficiente che la relatività generale consenta, ed è ciò che alimenta i getti di quasar e blazar.

La scena rende visibile la rotazione in tre modi, tutti emergenti dall'integratore e non disegnati sopra. L'ombra non è un cerchio: la luce che corotà viene portata più lontano di quella che lotta contro la rotazione, così un lato si appiattisce e l'intera sagoma si sposta dall'asse ottico di circa un quinto del proprio raggio — la quantità che la teoria di Kerr prevede per questo spin e questo angolo di vista. L'orbita stabile più interna è collassata quasi sull'orizzonte, così il disco comincia molto più vicino e vira al bianco-azzurro invece che all'arancio. E l'ergosfera è tracciata come una tenue pelle turchese, così la regione in cui nulla può stare fermo ha un bordo visibile.