Agujero negro de Kerr-Newman

Un agujero negro de Kerr-Newman o agujero negro en rotación con carga eléctrica es un tipo de agujero negro que es solución de las ecuaciones de Einstein para gravedad, que se define por tres parámetros: la masa M, el momento angular J y la carga eléctrica Q.

Esta solución fue obtenida en 1960 por los matemáticos Roy Kerr y Ezra Newman a las ecuaciones de campo de Einstein de la relatividad general para objetos masivos, eléctricamente cargados y con momento angular.

El agujero negro de Kerr-Newman es una región no isótropa que queda delimitada por tres zonas: un horizonte de Cauchy, un horizonte de sucesos externo y una ergoesfera.

Debido a la conservación del momento angular, la forma que toma el conjunto es la de un elipsoide, que en cuyo interior contiene una singularidad en forma de anillo o toro comprimido a volumen prácticamente cero (el caso contrario sería un agujero negro de Reissner-Nordström).

La fórmula que determina al límite estático de la ergoesfera depende de la masa, la carga y el momento angular del agujero:

c

c

c

ϵ

c

{\displaystyle r_{e}(\theta )={\frac {r_{s}}{2}}+{\sqrt {{\frac {r_{s}^{2}}{4}}+a^{2}\cos ^{2}\theta -r_{Q}^{2}}}={\frac {GM}{c^{2}}}+{\sqrt {{\frac {G^{2}M^{2}}{c^{4}}}-{\frac {J^{2}}{M^{2}c^{2}}}\cos ^{2}\theta -{\frac {GQ^{2}}{4\pi \epsilon _{0}c^{4}}}}}}

donde: En tanto la que determina los bordes de sus horizontes de sucesos es así:

{\displaystyle r=r_{\pm }={\frac {r_{s}^{2}}{4}}\pm {\sqrt {{\frac {r_{s}^{2}}{4}}-a^{2}-r_{Q}^{2}}}}

es la distancia de cada horizonte de sucesos, siendo el valor de

para el horizonte de sucesos externo, y el valor de

para el horizonte de sucesos interno.

Esquema de la estructura de un agujero negro de Kerr-Newman: la ergoesfera rodea el horizonte de sucesos ovalado que marca la superficie del agujero negro propiamente dicho, en color rojo.