octubre 3, 2023

Este nuevo tipo de agujero negro es un eslabón perdido cósmico

Hace tiempo que sabemos que los agujeros negros vienen en dos sabores. Hay agujeros negros estelares, que se forman cuando una estrella gigante se derrumba sobre sí misma, comprimiendo la masa de cinco o más de nuestros soles en un punto infinitamente pequeño. Flotan alrededor del universo, succionando todo lo que se interpone en su camino.

Y luego están los agujeros negros supermasivos. Estos son mucho más misteriosos, y su masa puede ser tan alta como millones o incluso miles de millones de nuestros soles. No van a ninguna parte, pero permanecen en el centro de sus galaxias como los centros de una rueda cósmica. Pero siempre les pareció extraño a los astrónomos que hubiera pequeños agujeros negros y mega-agigantes agujeros negros, pero nada en el medio. Hasta ahora.

Llenando los vacíos
Los agujeros negros supermasivos son el eje de la galaxia. En 1971, los astrónomos Donald Lynden-Bell y Martin Rees plantearon la hipótesis de que en lugar de estar vacíos, los espacios en blanco en el centro de cada galaxia podrían en realidad contener a estos gigantes insaciables, y en 1974, probamos que había uno en medio de la Vía Láctea. Se llama Sagitario A*, porque eso es lo que pasa cuando dejas que los científicos nombren las cosas.

Desde entonces, hemos descubierto el efecto que los agujeros negros gigantes tienen en sus galaxias. Cuanto más grande es el agujero negro, más grande es la galaxia, y más rápido gira. Esto sugiere que los agujeros negros podrían jugar un papel en la forma en que se forman las galaxias – pero si estaban allí antes de que la galaxia lo estuviera, entonces ¿de dónde vinieron?

Podrías pensar que los agujeros negros estelares podrían arrojar algo de luz sobre el misterio, pero resulta que son notoriamente malos para arrojar luz sobre cualquier cosa. Estas cosas son mucho más pequeñas que sus contrapartes supermasivas, como miles de millones de veces más pequeñas, lo que hace muy poco probable que los agujeros negros estelares tengan algo que ver con la creación de agujeros negros supermasivos. Entonces, ¿qué pasa?

En 2016, los observadores de la Universidad de Keio en Japón notaron algo que podría vincular los dos tipos de agujeros negros. Una nube de gas cerca del centro de la galaxia (pero no dentro de ella) fue encontrada acelerando de una manera extraña que sugería que estaba siendo influenciada por un agujero negro gigante. Pero no demasiado gigantesco – lo llaman un «agujero negro de masa intermedia». Y si realmente es el agujero negro que creen que es, sigue siendo un millón de veces más pequeño que el viejo Sagitario A*. Eso significa que finalmente podría revelar cómo se forman los supermasivos, creciendo lentamente absorbiendo el gas errante hasta que crecen lo suficiente como para formar el núcleo de una nueva galaxia, o chocar contra el agujero negro supermasivo central de la galaxia en la que se encuentran actualmente.

¿Qué tan grandes son los agujeros negros?
¿Listo para un viaje de cabeza? Hemos estado hablando de lo grandes que son los agujeros negros, pero de hecho, las estrellas, los intermedios y los supermassivos son exactamente del mismo tamaño. Esto se debe a que un agujero negro es cualquier cantidad de materia que no sea cero condensada en un punto unidimensional, y más materia significa alta densidad.

Aún así, puedes juzgar el tamaño de un agujero negro por el tamaño de su horizonte de sucesos. Ese es el radio que rodea el agujero negro en el que tendrías que moverte a la velocidad de la luz para escapar de su atracción gravitacional. Cuanto más denso sea el agujero, mayor será el horizonte de sucesos. El radio que abarca el horizonte de sucesos de un agujero negro se llama radio de Schwarzchild, y a simple vista parece ser una esfera completamente negra, ya que ninguna luz puede escapar a su alcance.

¿Tienes curiosidad por saber cuál sería tu radio de Schwarzchild? Puede calcularlo aquí mismo. Si el sol se colapsara en un agujero negro mañana (lo cual, para que lo sepas, es totalmente imposible), entonces su horizonte de sucesos estaría a unos 2,95 kilómetros (aproximadamente 1,83 millas) de su centro. El agujero negro más pequeño que conocemos tiene una masa de 3,8 soles, lo que hace que su radio de Schwarzchild sea de unos 11 kilómetros (7 millas). Incluso el agujero negro estelar más grande sólo tendría un horizonte de sucesos que se extendería a lo largo de 46 kilómetros (28 millas) – eso es sólo un viaje de 30 minutos en tierra firme. Y luego está Sagitario A*. Su horizonte de sucesos se extiende 13,3 millones de kilómetros (8,26 millones de millas) en todas las direcciones. No lo recomendaríamos como un viaje de ida y vuelta, incluso si no hay ningún agujero negro alrededor.

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