Los agujeros negros son algunos de los objetos más extraños y fascinantes del espacio exterior. Son extremadamente densos, con una atracción gravitacional tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de su alcance si se acerca lo suficiente.
Albert Einstein predijo por primera vez la existencia de agujeros negros en 1916, con su teoría general de la relatividad. El término “agujero negro” fue acuñado muchos años más tarde en 1967 por el astrónomo estadounidense John Wheeler.
Después de décadas de que los agujeros negros se conocían solo como objetos teóricos, el primero agujero negro físico jamás descubierto fue encontrado en 1971. Luego, en 2019, la colaboración del proyect Event Horizon Telescope (EHT) lanzó la primera imagen jamás registrada de un agujero negro.
El EHT vio el agujero negro en el centro de la galaxia M87 mientras el telescopio examinaba el horizonte de eventos, o el área más allá de la cual nada puede escapar de un agujero negro. La imagen mapea la pérdida repentina de fotones (partículas de luz).
También se abre una nueva área de investigación en los agujeros negros, ahora que los astrónomos saben cómo lucen y cuáles son algunas de sus características reales. Hasta ahora, los astrónomos han identificado tres tipos de agujeros negros: estelares, agujeros negros súper masivos y agujeros negros intermedios, conozcámoslos.
Agujeros negros estelares, pequeños pero mortales
Cuando una estrella quema lo último de su “combustible”, el objeto puede colapsar o caer sobre sí mismo. Para las estrellas más pequeñas (aquellas de hasta tres veces la masa del Sol), el nuevo núcleo se convertirá en una estrella de neutrones o una enana blanca.
Pero cuando una estrella más grande colapsa, continúa comprimiéndose y crea un agujero negro estelar.
Los agujeros negros formados por el colapso de estrellas individuales son relativamente pequeños, pero increíblemente densos. Uno de estos objetos contiene más de tres veces la masa del Sol a pesar de tener el diámetro de una ciudad.
Esto conduce a una gran cantidad de fuerza gravitacional que atrae otros objetos que le rodean. Los agujeros negros estelares luego consumen el polvo y el gas de las galaxias circundantes, lo que mantiene creciendo en tamaño.
Según un estudio realizado por investigadores la Vía Láctea alberga alrededor de 100 millones de aguajeros negros.
Agujeros negros súper masivos, así se comportan los titanes
Los pequeños agujeros negros pueblan el universo, pero sus primos, los agujeros negros súper masivos dominan.
Estos enormes agujeros negros son millones o incluso miles de millones de veces más masivos que el Sol que a su lado quedarían más pequeños que un microbio para nosotros, pero tiene aproximadamente el mismo tamaño de diámetro.
Se cree que estos agujeros negros se encuentran en el centro de casi todas las galaxias, incluida la Vía láctea, sin embargo, hasta la fecha los científicos no están seguros de cómo se generan agujeros negros tan grandes.
Una vez que estos gigantes se han formado, recogen masa del polvo y el gas que los rodea, material que abunda en el centro de las galaxias, lo que les permite crecer a tamaños aún más enormes.
Se teoriza que los agujeros negros súper masivos pueden ser el resultado de cientos o miles de pequeños agujeros negros que se fusionan. Las grandes nubes de gas también podrían ser responsables colapsando juntas y acumulando masa rápidamente.
Una tercera teoría en el colapso de un cumulo estelar, un grupo de estrellas que caen todas juntas. También existe la creencia de que los agujeros negros súper masivos podrían surgir de grandes cúmulos de materia oscura.
Se trata de una sustancia que podemos observar a través de su efecto gravitacional sobre otros objetos; sin embargo, no sabemos de qué está compuesta la materia oscura porque no emite luz y no se puede observar directamente.
Agujeros negros intermedios, el hermano mediano que nadie conocía
Los científicos alguna vez pensaron que los agujeros negros tenían solo tamaños grandes y pequeños, pero investigaciones recientes han revelado la posibilidad de que pudieran existir agujeros negros medianos o intermedios.
Se dice que tales cuerpos podrían formarse cuando las estrellas de un cúmulo chocan en una reacción en cadena. Varios de estos que se forman en la misma región podrían eventualmente caer junto en el centro de una galaxia y crear un agujero negro súper masivo.
En 2014, los astrónomos encontraron lo que parecía ser un agujero negro de masa intermedia en el brazo de una galaxia espiral. Y en 2021, los astrónomos aprovecharon un antiguo estallido de rayos gamma para detectar uno.
“Los astrónomos han estado buscando muy de cerca estos agujeros negros de tamaño mediano” dijo en un comunicado el coautor del estudio Tim Robert, de la Universidad de Durham en el Reino Unido. “Ha habido indicios de que existen, pero estos han estado actuando como un pariente perdido hace mucho tiempo que no está interesado en ser encontrado”.
Una investigación más reciente del 2018 sugirió que los agujeros negros súper masivos pueden existir en el corazón de galaxias enanas (o galaxias muy pequeñas). Las observaciones de 10 de tales galaxias (cinco de las cuales eran previamente desconocidas para la ciencia antes de este último estudio) revelaron actividad de rayos X, común en los agujeros negros, lo que sugiere la presencia de agujeros negros de 36 000 a 316 000 masas solares.
La información provino del Sloan Digital Sky Survey, que examina alrededor de 1 millón de galaxias y puede detectar el tipo de luz que a menudo se observa proveniente de agujeros negros que están recogiendo desechos cercanos.
Entonces ¿cómo lucen en realidad los agujeros negros?
Los agujeros negros tienen tres “capas”; el horizonte de eventos externo e interno y la singularidad.
El horizonte de sucesos de un agujero negro es el límite alrededor de la boca del agujero negro, más allá del cual la luz no puede escapar. Una vez que esta partícula cruza el horizonte de sucesos, no puede salir. La gravedad es constante en todo el horizonte de eventos.
La región interior de un agujero negro, donde se encuentra la masa de objeto, se conoce como su singularidad, el único punto en el espacio tiempo donde se concentra la masa del agujero negro.
Los científicos no pueden ver los agujeros negros como ven las estrellas y otros objetos en el espacio. En cambio, los astrónomos deben confiar en a la detección de la radiación que emiten los agujeros negros cuando el polvo y el gas son atraídos hacia las densas criaturas.
Pero los agujeros negros súper masivos, que se encuentran en el centro de una galaxia, pueden quedar cubiertos por el espeso polvo y el gas que los rodea, lo que puede bloquear las emisiones reveladoras.
A veces, cuando la materia es atraída hacia un agujero negro, rebota en el horizonte de eventos y es arrojada hacia afuera, en lugar de ser arrastrada hacia las fauces. Se crean chorros brillantes de material que viajan a velocidades casi relativistas.
Aunque el agujero negro permanece invisible, estos poderosos chorros pueden verse desde grandes distancias.
La imagen del Event Horizon Telescope de un agujero negro en M87 (lanzada en 2019) fue un esfuerzo extraordinario, que requirió dos años de investigación incluso después de que se tomaron las imágenes.
Eso se debe a que la colaboración de los telescopios, que se extiende a lo largo de muchos observatorios en todo el mundo, produce una cantidad asombrosa de datos que son demasiado grandes para transferirlos por internet.
Con el tiempo, los investigadores esperan obtener imágenes de otros agujeros negros y crear un depósito de cómo se ven los objetos. El próximo objetivo probablemente sea Sagitario A, que es un agujero negro en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.
Sagitario A, lo que brinda una visión sin precedentes de como se ve el entorno alrededor de un agujero negro.
Datos curiosos que no sabías sobre los sobre agujeros negros
- Si cayera un agujero negro, la teoría ha sugerido durante mucho tiempo que la gravedad lo estiraría como espagueti, aunque su muerte vendría antes de que alcanzara la singularidad.
Pero un estudio del 2012 sugirió que los efectos cuánticos harían que el horizonte de eventos actuara como un muro de fuego, que lo quemaría instantáneamente hasta la muerte.
- La succión se produce al tirar de algo al vacío, lo que definitivamente no es el agujero negro masivo. En cambio, los objetos caen dentro de ellos al igual que caen hacia cualquier cosa que ejerza la gravedad como la tierra.
- Los agujeros negros miniatura pueden haberse formado inmediatamente después del Big Bang. El espacio en rápida expansión puede haber comprimido algunas regiones en pequeños densos agujeros negros menos masivos que el sol.
- Si una estrella pasa demasiado cerca de un agujero negro, la estrella puede romperse. Interesante, ¿cierto?