Los agujeros negros son unos de los objetos más misteriosos del universo, a día de hoy siguen siendo un gran enigma para los astrofísicos.
En 1784, John Michell habló por primera vez de ellos, aunque los llamó estrellas oscuras. Después llegaron las teorías de Einstein, Karl Schwarzschild y Hawking.
Pero ahora ha ocurrido algo que ha cambiado completamente su estudio y ha hecho que entremos en una nueva era de investigación.
El Event Horizont Telescope ha conseguido captar la primera imagen de un agujero negro.
Pero mejor vayamos por partes…
Un agujero negro es un objeto astronómico con una cantidad de masa gigantesca y con un tamaño súper compacto.
Se cree que hay agujeros negros tan pequeños que tienen solamente el tamaño de un átomo pero con la masa de una montaña tan grande como el Everest. Esto es una hipótesis y no está probado… aún. 😉
Dentro de un agujero negro solo hay oscuridad (de ahí su nombre). Su fuerza de gravedad es tanta que nada puede escapar de su poder, ni siquiera la luz. Tienen una gravedad tan grande porque toda la masa se ha comprimido en un espacio muy pequeño.
Cualquier objeto que pase demasiado cerca terminará siendo engullido por el agujero. En esta impresionante recreación de la NASA puedes ver lo que le ocurre a una estrella.
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Partes de un agujero negro
Un agujero negro tiene varias partes muy diferentes.
La singularidad es el centro del agujero negro, la parte oscura. Toda la materia que recoge el agujero negro termina aquí.
El horizonte de sucesos rodea a la singularidad y separa el agujero negro del resto del universo. Es la parte de no retorno, si pasas esta frontera: sayonara baby.
El disco de acreación es un gran remolino de gas caliente y polvo que gira en espiral alrededor del agujero negro. La velocidad de giro es tanta que produce radiación. Esta radiación es la que le permite a los astrofísicos localizar donde hay un agujero negro.
Crédito: Bronzwaer/Davelaar/Moscibrodzka/Falcke/Radboud University.
En esta imagen se puede apreciar la oscuridad de la singularidad y cómo está rodeada por el disco de acreación.
La última órbita estable es el límite del disco de acreación en el que un objeto puede orbitar sin riesgo de ser tragado por el agujero.
El quásar es un chorro de energía con una velocidad cercana a la de la luz. Se produce cuando el agujero negro absorbe estrellas, polvo o gases. Los quásares solo se producen en agujeros negros supermasivos.
Tipos
Los astrofísicos hablan de la existencia de 4 tipos de agujeros negros.
1. Agujeros negros de masa estelar: se forman cuando una estrella con una masa entre 30 y 70 veces la masa del Sol muere y colapsa. Solo en la Vía Láctea podría haber millones de estos agujeros negros.
2. Agujeros negros supermasivos: son los más grandes. Su masa podría ser varios millones de veces (o incluso billones) más grande que la del Sol. Se encuentran en el centro de las galaxias.
De todas las galaxias…
Sí, también en la nuestra. El agujero negro supermasivo de La Vía Láctea es Sagitario A*.
3. Agujeros negros de masa intermedia: su tamaño va de 100 veces la masa del Sol a 1 millón de masas solares. Son más grandes que los de masa estelar y más pequeños que los supermasivos.
4. Micro agujeros negros: son los más pequeños de todos. Por el momento son solo hipotéticos, todavía no se ha demostrado su existencia.
Cómo se forman los agujeros negros
Los agujeros negros de masa estelar se forman cuando una estrella de gran tamaño muere (su energía se acaba) y se colapsa por la fuerza de su propia gravedad.
Toda la masa de la estrella queda concentrada en un pequeño punto.
También se pueden crear cuando dos estrellas de neutrones muy grandes colisionan entre sí. Una estrella de neutrones es el núcleo comprimido que queda después de que una supernova explote.
En esta simulación de la NASA puedes ver cómo ocurre.
Los astrofísicos creen que los agujeros negros supermasivos se formaron en el mismo momento de la creación de la galaxia en la que se encuentran.
El origen de los micro agujeros negros es una gran incógnita (no se ha demostrado su existencia) pero se piensa que se formaron en el origen del universo.
Cómo localizarlos
Los agujeros negros son los lugares más oscuros del universo, la fuerza de su gravedad es tan poderosa que arrastra toda la luz hacia su interior.
Pero entonces… ¿Cómo se puede ver algo que es negro y que está sobre un fondo del mismo color?
¿Cómo localizar algo que no se puede ver?
El proceso que siguen los astrónomos y astrofísicos es observar el comportamiento de otros objetos que si son visibles, como estrellas o gases.
Si detectan que una estrella se mueve orbitando a algo que no se ve, se asume que ahí puede haber un agujero negro.
Así se descubrió el agujero negro de Sagitario A*.
La fuerza de la gravedad del agujero negro es tan fuerte que también puede causar movimientos erráticos en otros astros. Si los astrónomos detectan que una estrella tiene un movimiento raro y sospechoso sin ninguna razón evidente… es porque puede que haya un agujero negro cerca de esa estrella.
La otra forma de localizarlos es detectando la parte del agujero que sí es visible: el disco de acreación.
El disco de acreación es un remolino de gases y polvo que se calienta a grandes temperaturas y que forma una radiación (rayos X) que es visible por telescopios especializados.
Así es cómo el Event Horizont Telescope capturó la primera imagen de la historia de una agujero negro supermasivo.
La primera imagen real de un agujero negro
Esta es la imagen que ha hecho historia.
El agujero negro Pōwehi tiene 6,5 millones más masa que el Sol y está a 55 millones de años luz de la Tierra.
Pōwehi está en la galaxia M87. Es una galaxia grande y luminosa situada en el Cúmulo de Virgo, no es complicado verla con un telescopio astronómico para aficionados.
Para conseguir esta fotografía el Event Horizont Telescope ha unido la potencia de 8 radio telescopios súper potentes situados en diferentes puntos de la Tierra: Arizona, España, Chile, la Antártida y en volcanes de Hawai y México.
De esta colaboración ha salido un súper telescopio virtual con un alcance increíble y una gran resolución.
Pero esto es solo el comienzo.
A partir de estas imágenes los científicos pueden seguir investigando sobre la naturaleza de los agujeros negros, la gravedad, el horizonte de sucesos, el espacio-tiempo…
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