¿Qué es un agujero negro? Así es como la NASA lo explica
Un agujero negro es un objeto astronómico con una fuerza gravitacional tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de él. La «superficie» de un agujero negro, llamada horizonte de sucesos, define el límite donde la velocidad necesaria para evitarlo excede la velocidad de la luz, que es el límite de velocidad en el cosmos. La materia y la radiación quedan atrapadas y no pueden salir.
Se han estudiado en profundidad dos clases principales de agujeros negros. Los agujeros negros de masa estelar, de tres a doce veces la masa del Sol, se distribuyen por toda nuestra galaxia, la Vía Láctea, mientras que monstruos supermasivos que pesan entre 100.000 y miles de millones de masas solares se encuentran en los centros de la mayor parte del mundo. grandes galaxias, incluida la nuestra.
Durante mucho tiempo, los astrónomos teorizaron sobre la existencia de una tercera clase denominada agujeros negros de masa intermedia, que pesan entre 100 y más de 10.000 masas solares.
Si bien un puñado de candidatos han sido identificados por evidencia circunstancial, el ejemplo más concreto hasta la fecha se vio el 21 de mayo de 2019, cuando el Observatorio de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser (LIGO) de la Fundación Nacional. US Science, ubicada en Livingston, Louisiana y Hanford, Washington, ha detectado ondas gravitacionales que se originan en una fusión entre dos agujeros negros de masa estelar. Este evento, llamado GW190521, creó 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 en su núcleo y colapsa por su propio peso.
El colapso desencadena una explosión de supernova que expulsa las capas externas de la estrella. Pero si el núcleo aplastado contiene más de tres veces la masa del Sol, ninguna fuerza podrá detener su colapso en un agujero negro. Se sabe poco sobre el origen de los agujeros negros supermasivos, pero se sabe que existen desde los primeros días de la vida de una galaxia.
Una vez formados, los agujeros negros crecen a partir de la acumulación de materia que atrapan, incluido el gas de estrellas cercanas e incluso otros agujeros negros.
En 2019, los astrónomos capturaron la primera imagen de un agujero negro utilizando el Event Horizon Telescope (EHT), como parte de una colaboración internacional que conectó ocho radiotelescopios terrestres bajo una sola antena del tamaño de la tierra. El agujero negro supermasivo se encuentra en el corazón de una galaxia llamada M87, ubicada a unos 55 millones de años luz de distancia y pesa más de 6 mil millones de masas solares. Su horizonte de eventos se extiende tanto que podría abarcar gran parte de nuestro sistema solar más allá de los planetas.
Otro hito en el estudio de los agujeros negros se produjo en 2015 cuando los científicos detectaron por primera vez ondas gravitacionales, las mismas ondas en el tejido del espacio-tiempo que Albert Einstein predijo hace un siglo. antes, en su teoría general de la relatividad. . LIGO detectó las ondas de un evento que ocurrió hace 1.300 millones de años, conocido como GW150914, en el que dos agujeros negros giraron uno alrededor del otro, en espiral, durante su fusión. Desde entonces y gracias al estudio de las ondas gravitacionales, LIGO y otras instalaciones han observado numerosas fusiones de agujeros negros.
Sin embargo, estas son técnicas nuevas y emocionantes: los astrónomos han estudiado los agujeros negros durante décadas a través de los diferentes espectros de luz que emiten. Aunque la luz no puede escapar del horizonte de sucesos de un agujero negro, las ondas gravitacionales masivas cercanas calientan la materia a millones de grados y emiten ondas de radio y rayos X. Parte del asunto esa órbita aún más cercana al horizonte de sucesos puede liberarse, formando chorros de partículas que viajan cerca de la velocidad de las ondas de radio, los rayos X y los rayos gamma emisores de luz. Los chorros de materia de los agujeros negros supermasivos pueden abarcar cientos de miles de años luz.
Los telescopios espaciales Hubble, Chandra, Swift, NuSTAR y NICER de la NASA, junto con instrumentos de otras misiones, continúan observando los agujeros negros y sus entornos para aprender más sobre estos objetos enigmáticos y su papel en l evolución de los agujeros negros. galaxias y el universo.
