ATROFÍSICA DE HOY: LOS AGUJEROS NEGROS
Julieta y Natalia
Los agujeros negros: la oscuridad del cosmos
La astrofísica nos obliga a mirar a lo desconocido. Pocos fenómenos son tan fascinantes y aterradores como el agujero negro, lugar donde la materia y la luz se rinden. Son la manifestación más radical de la física de Einstein, creando un horizonte de sucesos del que nada puede volver. Desde el violento final de una estrella hasta los supermasivos que controlan galaxias enteras, estas bestias cósmicas son clave para entender el destinodeluniverso.
El horizonte de sucesos Es el límite de un agujero negro, nada puede escapar deél,nisiquieralaluz. Cerca del horizonte de sucesos, el tiempo transcurre más lento comparado con otros lugares del universo (dilatacióntemporal).
¿Que% Son Realmente?
En el centro de un agujero negro, toda la masa que proviene de una estrella se concentra en un espacio extremadamente pequeño, creando un punto de densidad casi infinita. Allí, la gravedad es tan intensa que las leyes de la física dejan de aplicarse
Un agujero negro es el resultado más extremo de la gravedad. Imagina que comprimes una cantidad inmensa de materia (más de lo que pesa el Sol) en un espacio minúsculo, hasta que se vuelve infinitamente denso, formando una singularidad. No son agujeros en el sentido literal de un vacío, sino regiones del espacio donde la atracción gravitatoria es tan poderosa que nada puede escapar, ni siquiera la luz, que es lomásrápidoqueexiste.
El nacimiento de un agujero negro
Las estrellas viven millones o incluso miles de millones de años manteniendo un equilibrio entre dos fuerzas opuestas: la presión interna provocada por las reacciones en su núcleo (que tiende a expandirla)ylagravedad(que intentacomprimirla).
Cuando una estrella masiva, unas tres veces la masa del Sol o más, consume todo su combustible, deja de producir suficienteenergíapararesistir su propio peso. En ese momento comienza la formación de lo que nosotros conocemos como agujeros negros
Lascapasexterioresdela estrella puedenestallar en una supernova, una explosión que libera más energíaenunossegundos queelSolentodasuvida.
Lo que queda tras la explosión depende de la masadelnúcleoestelar:si es pequeño, puede convertirseenunaestrella de neutrones; pero si su tamaño es menor, la gravedad cede por completo y continua colapsando.
Cuandolaestrellacolapsa, toda la materia de su centroseaplastatantoque queda comprimida en un punto extremadamente pequeñoydenso.
Alrededordeesepuntose forma una especie de “frontera” invisible llamada horizonte de sucesos. Es como el borde que separa el interior del agujero negro del resto del universo.
Si algo cruza ese borde, una nave, una partícula o inclusolaluz,yanopuede salir de ahí, porque la gravedad es demasiado fuerte. Por eso decimos que nada puede escapar deunagujeronegro.
Aunque el agujero negro sea invisible, su nacimiento deja señales detectables: radiación, ondas gravitacionales y restos de la explosión estelar.Graciasaellas,los astrónomos pueden estudiar cómo se forman sin necesidad de verlos directamente.
Tipos de agujeros negros
No todos los agujeros negros son iguales. Su tamaño y origen dependen de la masa de la estrella o del proceso que los haya creado.Losastrónomosclasificancuatrotiposprincipales:
(Agujeros negros de masa estelar) (Agujeros negros supermasivos)
1.Agujerosnegrosdemasaestelar
Son los más comunes. Se forman cuando una estrella muy masiva colapsa al final de su vida.Sumasasuele ser entre tresydecenasde vecesladelSol,ypuedenencontrarsedispersosportodalagalaxia.
2.Agujerosnegrossupermasivos
Se pueden encontrar en el centro de casi todas las galaxias conocidas, incluida la Vía Láctea. Pueden contener miles de millones de masas solares. Aún no se sabe exactamente cómo se formaron, pero se cree que crecieron al fusionarse con otros agujeros negros o al acumular grandes cantidades de gas y polvo durante miles de millonesdeaños.
Además de los más conocidos, existen otros tipos mucho más misteriososqueloscientíficostodavíaintentanconfirmar.
(Agujeros negros intermedios) (“Agujeros negros primordiales”)
3.Agujerosnegrosintermedios
Son más raros y difíciles de detectar. Su masa estaría entre la de los agujeros estelares y los supermasivos. Podrían surgir de la unión de varios agujeros negros pequeños o del colapso de cúmulos de estrellasmuydensas.
4.Agujerosnegrosprimordiales
Son teóricos, es decir, no se han observado todavía. Los científicos creen que podrían haberse formado en los primeros instantes del universo, poco después del Big Bang, debido a regiones con una densidadextremadamentealta.
Anatomí%a de un agujero negro
Aunque los agujeros negros no se pueden ver directamente, los científicos han podido describir su estructura gracias a la teoría de la relatividad y a observaciones indirectas. A su alrededor ocurren fenómenos tan intensos que incluso sin observar el interior, podemos saber cómoestánformados
• Singularidad: el núcleo donde la densidad es infinita y las leyes delafísicadejandetenersentido.
• Horizontede sucesos:ellímitequemarcaelpuntosinretorno.
• Disco de acreción: una zona de gas y polvo que gira a gran velocidad antes de ser absorbido. Su fricción produce luz y radiaciónmuyintensa.
• Chorros relativistas: enormes columnas de materia y energía que salen disparadas desde los polos del agujero negro a casi lavelocidaddelaluz.
Agujeros negros reales
• Primer agujero negro fotografiado(2019).
• Imagen captada por el Telescopio del Horizonte de Sucesos(EHT).
• Tiene una masa de 6.500 millonesdesoles.
• Está a 55 millones de años luz delaTierra.
• El agujero negro del centrode laVíaLáctea.
• Masa: 4 millones de vecesladelSol.
• Fotografía obtenida en 2022, también por el EHT.
• Influye en el movimiento de las estrellas de nuestragalaxia
• Primer agujero negro confirmado(1964).
• Detectado por sus emisiones derayosX.
• Se encuentra a 6.000 años luz delaTierra.
• Forma parte de un sistema binario con una estrella azul brillante.
El papel de los agujeros negros
Los agujeros negros no solo son fenómenos extraordinarios: juegan un factor fundamentales en la dinámica del cosmos. Su gravedad influye en el movimiento de las estrellas y en la formación de galaxias. Incluso cuando no podemos verlos directamente, su presencia se detectaporlaluzylamateriaqueatraenasualrededor
A lo largo de esta revista hemos aprendido cómo se forman, los distintos tipos que existen y cómo su estudio ha permitido comprobarteoríasfísicas,como
la relatividad de Einstein, y descubrir nuevos fenómenos que transforman nuestroentendimientodeluniverso.
Estudiar los agujeros negros nos ayuda a entender los límites del universo. Cada descubrimiento acerca a los científicos a desvelar cómofuncionanlamateria,laenergíaylaestructuracósmica
Un agujero negro supermasivo como puede influir en el movimiento de millones de estrellas de su galaxia, actuando como un “corazón” gravitacional que mantiene la estructuragaláctica.
