El ABC de los agujeros negros

Conozca qué son, cómo se forman y cuál es la importancia de este fenómeno cósmico

La Academia Real de Ciencias Sueca galardonó a Roger Penrose, Reinhard Genzel y Andrea Ghez por sus investigaciones sobre los agujeros negros. Sputnik te acerca los datos más curiosos sobre este fenómeno espacial.

Según la Academia, Penrose demostró a nivel teórico la existencia de los agujeros negros con ayuda de los métodos matemáticos, mientras que Genzel y Ghez lo hacían a nivel práctico. Eran los primeros que independientemente identificaron visualmente la existencia de un “objeto compacto supermasivo” que se encuentra en el centro de nuestra galaxia. Se cree que es un agujero negro.

“Es un Nobel de reconocimiento, hacía tiempo que se tenía que haber dado”, explicó a Hipertextual Alberto Corbí, profesor investigador en la Universidad Internacional de La Rioja (UNIR).

¿Qué es un agujero negro?

Los agujeros negros son las regiones del espacio-tiempo donde existe una concentración de masa lo suficientemente elevada como para generar un campo gravitatorio que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, pueda escapar de ella.

Solo la radiación puede escapar. “Una de las contribuciones de Stephen Hawking fue la teoría de que un agujero negro no es tan denso en el sentido de la mecánica cuántica”, explican en la NASA. Con el tiempo, la radiación de Hawking podría hacer que el agujero negro simplemente se evaporase.

El término de agujero negro se usó por primera vez en 1967, hasta ese momento se conocían como “estrella en colapso gravitatorio completo”.

¿Cómo se forman?

Los agujeros negros se forman cuando una estrella muy masiva colapsa por su propio peso al quedarse sin combustible. Se genera una supernova que puede dar como resultado dos cosas: una estrella de neutrones o un agujero negro. Otro escenario de formación es el colapso de la parte central de la galaxia o el gas protogaláctico. El agujero negro que se encuentra en el centro de nuestra Vía Lactea se llama Sagitario A*.

Asimismo, algunos agujeros negros se podrían haber formado en el inicio del Universo en el momento inmediatamente posterior al Big Bang debido a las fluctuaciones del campo gravitatorio. Estos agujeros negros se llaman agujeros primarios.

Además, se cree que pueden aparecer en el resultado de las reacciones nucleares de alta energía, entonces se llamarían agujeros negros cuánticos.

¿Qué tipos de agujeros negros hay?

Se cree que cualquier objeto que sufra un colapso gravitatorio, es decir, un agujero negro, se puede describir usando solo tres parámetros: la masa, la carga y el momento angular. Por eso existen dos tipos de clasificaciones de los agujeros negros.

Según la masa, pueden ser supermasivos, que tienen varios millones de masas solares. Suelen encontrarse en el corazón de las galaxias. Por ejemplo, Sagitario A* pesa unos 4,31 millones de masas solares. A los supermasivos les siguen los agujeros negros de masa intermedia, de 100 a un millón de masas solares. Los agujeros negros de masa estelar son relativamente pequeños y tienen más de tres masas solares. Se forman de las estrellas colapsadas. Son los que descubrieron a nivel teórico Penrose y Hawking dentro de la teoría de la relatividad general de Einstein. El cuarto subgrupo son los microagujeros negros. Este tipo de entidades físicas es postulado en algunos enfoques de la gravedad cuántica.

Otra clasificación considera la rotación y momento angular de este fenómeno. De esta manera, existen cuatro tipos de agujeros negros, dependiendo de si rotan y si tienen carga.

¿Cómo se descubrió el agujero negro de la Vía Láctea?

Andrea Ghez y Reinhard Genzel lideraron dos grupos de astrónomos que a inicios de los años 90 estudiaron la región Sagitario A* en el centro de nuestra galaxia.

“Durante décadas, Ghez y Genzel miraron la posición de las estrellas alrededor del agujero negro. Se dieron cuenta de su peculiaridad al ver las órbitas alocadas y con aceleraciones desmesuradas. Y donde debería de haber algo que provocara todo eso, no había nada. No se veía nada”, explicó Corbí.

Al descartar la posibilidad de que fuera un objeto conocido “como no había nada que los hiciera comportarse así y no se veía, tenía que ser un agujero negro”, indicó.

Los científicos analizan las ondas gravitacionales que se extendieron a través del espacio y tiempo y estudian que es lo que pasó en el espacio. De esta manera fueron descubiertas la colisión de un agujero negro y una estrella de neutrones y la colisión de dos agujeros negros.

La primera fotografía de un agujero negro

La primera foto de un agujero negro fue obtenida por el Event Horizon Telescope y presentada en abril de 2019. Es la imagen de un supermasivo en el centro de la galaxia Messier 87, situada a 54 millones de años luz de la Tierra.

En la imagen se ve el agujero negro en el centro rodeado por una zona rojiza, es la materia orbitando a su alrededor a muchísima velocidad.

En abril de 2020, los científicos recibieron una imagen más detallada de un chorro de materia expulsado por un agujero negro supermasivo, ubicado en el corazón del cuásar 3C 279, a 5.000 millones de años luz de la Tierra.

Cortesía de Sputnik

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