¿Qué es?
Un agujero negro es un objeto astronómico con una fuerza gravitatoria tan intensa que ni la luz puede escapar; su "superficie" se llama horizonte de sucesos y marca el límite donde la velocidad necesaria para escapar supera la velocidad de la luz. Al interior, la materia queda atrapada para siempre. Los agujeros negros no son aspiradoras cósmicas; a grandes distancias su gravedad se comporta como la de cualquier objeto con la misma masa.
Existen diferentes tipos. Los agujeros negros de masa estelar, que pesan entre tres y docenas de veces la masa del Sol, se forman cuando una estrella masiva agota su combustible, explota en supernova y su núcleo colapsa bajo su propio peso. Los agujeros negros supermasivos, con cientos de miles a miles de millones de masas solares, se encuentran en los centros de la mayoría de las galaxias y probablemente se formaron en los primeros días de vida de las galaxias. También hay indicios de agujeros negros de masa intermedia, con decenas a miles de masas solares; LIGO detectó en 2019 la fusión de dos agujeros negros que produjo uno de unos 142 soles.
Los astrónomos detectan los agujeros negros observando su influencia en el entorno. Los discos de acreción: remolinos de materia cayendo hacia un centro que los rodean emiten luz en muchos rangos, incluidas las radiaciones X; las estrellas que orbitan cerca de un agujero negro supermasivo siguen trayectorias características; la fusión de objetos masivos crea ondas gravitacionales detectables; y los agujeros negros pueden desviar la luz de objetos lejanos mediante lente gravitacional. La primera imagen de un agujero negro se obtuvo en 2019 con el Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT) en el centro de la galaxia M87.
¿Qué nos permiten entender?
Aunque no se "usen" de forma práctica, estudiar los agujeros negros es fundamental para entender la física del universo. Permiten poner a prueba la relatividad general; la detección de ondas gravitacionales en 2015 por LIGO, generadas por la fusión de dos agujeros negros, confirmó predicciones de Einstein. Estas ondas han inaugurado una nueva rama de la astronomía que nos permite estudiar fenómenos invisibles de otra manera.
Los agujeros negros también desempeñan un papel clave en la evolución de las galaxias. La NASA señala que los agujeros negros masivos surgieron en la era de la Reionización y que existe una fuerte correlación entre las propiedades de las galaxias y el crecimiento de sus agujeros negros centrales; los procesos energéticos alrededor de ellos producen enormes flujos de radiación y materia que pueden afectar al entorno a gran escala. Estos chorros de partículas y vientos pueden frenar o estimular la formación de estrellas, moldeando la estructura de galaxias enteras.
Las misiones de observación (como los telescopios Hubble, Chandra, Swift, NuSTAR y NICER) continúan estudiando los agujeros negros y sus alrededores para comprender mejor su papel en la evolución cósmica. Además, entender cómo se forman y crecen puede ayudarnos a saber cómo se distribuye la materia y la energía en el universo, e incluso a investigar la física cuántica en condiciones extremas.
Curiosidades
- El agujero negro más cercano conocido, llamado Gaia BH1, está a unos 1.500 años luz de la Tierra. El más distante detectado, en la galaxia QSO J0313-1806, se encuentra a unos 13.000 millones de años luz.
- El agujero negro más masivo observado, TON 618, tiene una masa unas 66.000 millones de veces mayor que la del Sol. El más ligero conocido tiene apenas 3,8 masas solares.
- Si un objeto se acerca demasiado a un agujero negro, la diferencia de gravedad entre sus extremos lo estira y comprime como un espagueti, un fenómeno conocido como espaguetificación. Todos los agujeros negros giran; el registro de giro conocido es el de GRS 1915+105, que rota más de 1.000 veces por segundo.
- Los agujeros negros supermasivos pueden lanzar partículas a velocidades cercanas a la de la luz, generando chorros que se extienden cientos de miles de años luz.
- Lejos de su horizonte de sucesos, la gravedad de un agujero negro es igual a la de cualquier objeto con la misma masa. Si sustituyéramos el Sol por un agujero negro de igual masa, los planetas seguirían en sus órbitas, aunque el sistema se enfriaría.
- Un tipo de agujero negro nace cuando una estrella masiva termina su vida y explota en supernova; si el núcleo restante supera unas tres masas solares, colapsa en un agujero negro.
- Se cree que en el centro de la Vía Láctea hay un agujero negro supermasivo llamado Sagitario A*, con unas 4 millones de masas solares.
- La primera fotografía de un agujero negro, tomada en 2019, muestra el horizonte de eventos de M87 como un anillo de luz alrededor de una sombra. En 2015, LIGO detectó las ondas gravitacionales producidas por la fusión de dos agujeros negros, abriendo una nueva ventana de observación del cosmos.
