Qué es un agujero negro y porqué dedemos poner atención a este fenómeno del universo

Todos relacionamos el agujero negro con Stephen Hawking… La historia de Hawking es inspiradora no solo por la increíble hazaña que logró a pesar de sufrir una enfermedad neurodegenerativa, sino porque hizo que conceptos complicados de la física cuántica como los agujeros negros, la radiación de Hawking y la singularidad fueran fáciles de entender para el hombre común.

Ni siquiera la luz puede escapar de un agujero negro ¿Qué tan cierto, es esto?

Un agujero negro es un objeto astronómico con una atracción gravitacional tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de él. La «superficie» de un agujero negro, llamada su horizonte de eventos, define el límite donde la velocidad necesaria para escapar excede la velocidad de la luz, que es el límite de velocidad del cosmos. La materia y la radiación entran, pero no pueden salir.

Se han observado ampliamente 2 clases principales de agujeros negros:

  • Los agujeros negros de masa estelar con tres a docenas de veces la masa del Sol se extienden por toda nuestra galaxia, la Vía Láctea
  • Y los que pesan entre 100.000 y miles de millones de masas solares se encuentran en los centros de la mayoría de las grandes galaxias, incluida la nuestra.

Los astrónomos habían sospechado durante mucho tiempo una clase intermedia llamada agujeros negros de masa intermedia, con un peso de 100 a más de 10,000 masas solares. Si bien se ha identificado a un puñado de candidatos con evidencia indirecta, el ejemplo más convincente hasta la fecha llegó el 21 de mayo de 2019, cuando el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser (LIGO) de la NSF National Science Foundation  , ubicado en Livingston, Louisiana, y Hanford, Washington , detectó ondas gravitacionales de una fusión de dos agujeros negros de masa estelar. Este evento, denominado GW190521, resultó en un agujero negro que pesaba 142 soles.

Un agujero negro de masa estelar se forma cuando una estrella con más de 20 masas solares agota el combustible nuclear en su núcleo y colapsa por su propio peso. El colapso desencadena una explosión de supernova que destruye las capas externas de la estrella. Pero si el núcleo triturado contiene más de aproximadamente tres veces la masa del Sol, ninguna fuerza conocida puede detener su colapso en un agujero negro. El origen de los agujeros negros supermasivos es poco conocido, pero sabemos que existen desde los primeros días de la vida de una galaxia.

Una vez que nacen, los agujeros negros pueden crecer acumulando materia que cae en ellos, incluido el gas extraído de las estrellas vecinas e incluso de otros agujeros negros.

Todo agujero negro, uno de los objetos astrofísicos más atractivos del universo, tiene una materia que orbita a su alrededor, la cual es absorbida por él. Esa energía que gira recibe el nombre de disco de acreción, estructura compuesta de gas y polvo.

Un agujero negro, por definición, es invisible, aunque puede emitir una sombra cuando interactúa con el material que los rodea

En 2019 una imagen dio la vuelta al mundo: Un agujero negro supermasivo ubicado en el centro de la galaxia M87

Imagínese tratando de tomar una foto de una naranja que está en la luna con su teléfono inteligente. Parece imposible.

Así era para los científicos que intentaban capturar una imagen de un agujero negro en el espacio. A pesar de la gran tarea, un equipo internacional de más de 200 investigadores dio a conocer la primera imagen de un agujero negro el 10 de abril, 2019. La fotografía era la prueba más directa de la existencia de estos fenómenos tan masivos y compactos que lo absorben todo, incluida la luz.

El esfuerzo no hubiera sido posible sin Katie Bouman, quien desarrolló un algoritmo crucial que ayudó a diseñar métodos de imágenes.

Captan luz de los campos magnéticos de un agujero negro supermasivo

Los astrónomos que obtuvieron la primera imagen de un agujero negro, gracias a la iniciativa internacional Telescopio Horizontes de Eventos (EHT, por sus siglas en inglés) captaron la luz de sus campos magnéticos, un paso importante para comprender mejor la dinámica de estos fenómenos cósmicos, indica un estudio publicado ayer en The Astrophysical Journal Letters.

Es la primera vez que astrónomos miden la polarización (firma que dejan los campos magnéticos) tan cerca del borde de un agujero negro.

De acuerdo con investigadores de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), parte de la colaboración internacional del EHT, las observaciones son clave para explicar cómo la galaxia Messier 87 (M87), ubicada a 55 millones de años luz de distancia, puede lanzar chorros de material muy energéticos desde su núcleo.

Laurent Loinard, del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM, campus Morelia, indicó que la meta de la colaboración del EHT, además de captar imágenes de agujeros negros, es poner a prueba la teoría de la relatividad general del físico alemán Albert Einstein. Sin embargo, el problema es que cuando se observa este tipo de objetos, lo que vemos es que combina los efectos de la relatividad, pero también los del gas presente en el entorno de ellos.

Explicó que el resultado publicado ayer es muy importante, ya que permite caracterizar mucho mejor el gas que hay en el entorno de M87, de tal manera que gracias a esto vamos a poder trabajar de manera más directa sobre la teoría subyacente de estas observaciones.

En conferencia de prensa, indicó que para estas imágenes se vincularon ocho telescopios de todo el mundo, entre ellos el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano, ubicado en Puebla, México.

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