Los científicos intentan desentrañar el nacimiento, el crecimiento y el poder de los agujeros negros, algunos de los objetos más poderosos pero difíciles de detectar en nuestro universo.
Fue solo el año pasado que los astrónomos finalmente pudieron revelar las primeras imágenes del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Pero en realidad no podías ver el agujero negro en sí, no directamente. Esto se debe a que es tan denso que su atracción gravitacional impide que incluso la luz se escape.
Pero la imagen de Sagitario A, como se conoce al agujero negro de nuestra galaxia, reveló un halo brillante de gas alrededor del objeto, un objeto que ahora sabemos que tiene un millón de veces más masa que nuestro sol.
Recientes descubrimientos como ese, así como muchos otros, han asombrado a los astrónomos.
«En los últimos años, todo lo que creíamos saber sobre los agujeros negros ahora viene con un signo de interrogación», dijo la profesora Michela Mapelli, astrofísica de la Universidad de Padua en Italia.
Todo el mundo ha oído hablar de los agujeros negros. Sin embargo, pocas personas se dan cuenta de lo mucho que estos extraños objetos continúan molestando a los astrónomos.
Un agujero negro se anunció a los astrónomos el año pasado cuando destrozó y luego se tragó una estrella que se había acercado demasiado. Otro fue descrito como el agujero negro de más rápido crecimiento jamás observado, devorando la masa equivalente a una Tierra cada segundo. Como resultado, ya es 3 mil millones de veces más masivo que nuestro sol.
Pececillos cósmicos
Mapelli estudia los agujeros negros estelares, que se forman cuando una gran estrella de combustión rápida colapsa sobre sí misma. Comparados con los supermasivos, estos agujeros negros son pececillos cósmicos.
Los astrónomos esperaban que tales agujeros negros tuvieran entre cinco y diez veces la masa de nuestro sol.
Pero la verdad es que estos tipos de agujeros negros vienen en una gama mucho más amplia de tamaños. En los últimos años, se han descubierto algunos que tienen hasta unas 100 masas solares, así como uno tan pequeño como 2,6.
«Hemos descubierto características y un rango de masas de agujeros negros que ni siquiera podíamos imaginar antes de las observaciones recientes», dijo Mapelli.
Un sistema que la intriga se conoce como agujeros negros binarios, donde dos se orbitan entre sí. Esto puede suceder cuando dos estrellas que orbitan entre sí terminan su vida como agujeros negros.
Por otra parte, podría haber muchas otras formas de formar agujeros negros binarios y esto es algo que estudia Mapelli en su proyecto DEMOBLACK.
«Hace siete años, la mayoría de la gente se mostraba escéptica sobre la existencia de agujeros negros binarios», dijo. «Incluso los teóricos no estaban convencidos de su existencia».
Ahora, dijo Mapelli, se han descubierto casi 100 de ellos. Emiten ondas gravitacionales, ondas en el espacio-tiempo que pueden ser detectadas por detectores sofisticados en el Observatorio de Ondas Gravitacionales de Interferómetro Láser en los EE. UU. y el interferómetro Virgo de Italia.
La mayoría de los astrofísicos, según Mapelli, dudaban de que dos agujeros negros pudieran volverse lo suficientemente íntimos como para fusionarse, pero luego las ondas gravitacionales comenzaron a señalar la colisión de los agujeros negros. Un evento de fusión peculiar en 2019 ocurrió entre agujeros negros de 60 y 80 masas solares.
No se sabe si estos agujeros negros se formaron directamente a partir de estrellas. Esto se debe a que la suposición de que los agujeros negros nacidos estelares tenían entre cinco y 10 masas solares ahora se ha hundido.
«Hay un gran signo de interrogación sobre si la masa máxima de un agujero negro estelar es de solo 60 masas solares, o podría ser 90, o incluso 300». dijo Mapelli. “Me siento culpable por esta gran incertidumbre porque personalmente ayudé a causar esta situación”.
Monstruos galácticos
Las bestias más grandes se encuentran en el centro de casi todas las galaxias. Casi todos están activos, con gas caliente que absorbe la gravedad en su interior. Algunos de estos agujeros negros tienen masas de hasta 10 mil millones de veces la masa de nuestro sol.
«Estos son monstruos reales», dijo el profesor Christopher Reynolds de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido. «Su influencia en una galaxia puede extenderse 100, incluso 200 años luz».
Incluso a esas distancias astronómicas, las estrellas y las galaxias aún sienten el tirón gravitacional de estos agujeros negros. Pero sus explosiones de energía a medida que consumen materia se pueden sentir incluso más lejos, hasta 100.000 años luz o más.
En el proyecto DISKtoHALO, Reynolds investiga cómo crecen estos agujeros negros supermasivos, absorben gas caliente en su interior y generan explosiones de energía hacia el exterior.
«Sabemos que estos agujeros negros producen chorros de energía que envían descargas hacia el exterior», dijo.
Una cosa que los astrofísicos aún no han podido descifrar es por qué el gas en el núcleo de algunas galaxias puede estar tan caliente (hasta 10 a 100 millones de °C), pero los sistemas tienen miles de millones de años y, por lo tanto, deberían haber tenido mucho. de tiempo para refrescarse.
La forma en que los agujeros negros interactúan con su entorno inmediato y las partes distantes de su galaxia es un enigma extremadamente arduo. Los modelos informáticos luchan por ayudar porque esto requiere una visión de escalas relativamente pequeñas, así como escalas gigantescas medidas en años luz.
«Estás hablando de algo del tamaño de una pelota de tenis que regula algo que es del tamaño de la Tierra», dijo Reynolds.
Una forma de estudiar estos agujeros negros supermasivos en el centro de los cúmulos de galaxias es examinar los gases calientes en su vecindad. Es imposible ver estos gases con un telescopio, pero su energía se puede observar a través de los rayos X que emiten porque son muy calientes.
Una vez más, sigue sin saberse por qué el gas caliente no se enfría y se fusiona en estrellas.
«Se necesita un calentador para enviar energía en el medio del cúmulo y el único calentador lo suficientemente potente son los agujeros negros supermasivos», dijo Reynolds.
La precisión con la que funciona este calentador continúa desconcertándolo a él y a sus colegas. Está claro, sin embargo, que los agujeros negros supermasivos no viven en tranquilidad.
«Estos agujeros negros ni siquiera son esféricos, pero giran en un disco plagado de inestabilidades», dijo Reynolds.
A pesar de los nuevos conocimientos sobre estas extrañas criaturas galácticas, la verdadera naturaleza de los agujeros negros sigue siendo oscura. Las suposiciones pasadas han sido sacudidas.
De lo que podemos estar seguros es de que los agujeros negros seguirán desconcertando a las mentes más brillantes en astronomía.
Con información de Phys.org
