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CURIOSIDADES CIENTÍFICAS PARA COMPARTIR

Agujeros negros, ‘monstruos’ en el centro de cada galaxia

Por Mar Gulis

El físico norteamericano John A. Wheeler acuñó en 1967 el término ‘agujero negro’ para referirse a una de las consecuencias más extrañas de las teorías de Einstein: una región del espacio que se comporta como una puerta giratoria de un solo sentido. Cualquier objeto que entre por la puerta accede al interior del agujero, pero nada, ni siquiera la luz, puede salir. Con esta analogía explica José Luis Fernández Barbón, físico teórico del CSIC, qué son estas misteriosas regiones del espacio en su libro Los agujeros negros (CSIC-Catarata).

En efecto, estos exóticos objetos ejercen una gran fascinación sobre los físicos, que han encontrado en ellos auténticas piedras filosofales de los fundamentos de la física. Aunque tienen una larga historia como posibilidad teórica, fue en los años 70 y 80 cuando los agujeros negros empezaron a formar parte del pensamiento cotidiano de los astrofísicos. Más tarde los progresos en instrumentación astronómica permitieron asomarse al mismo centro de las grandes galaxias, como nuestra Vía Láctea, proporcionando pruebas de la existencia de agujeros negros gigantes con masas equivalentes a miles de millones de soles.

La Via Láctea vista desde el desierto de Atacama

La Via Láctea vista desde el desierto de Atacama. / Google imágenes.

Antes de seguir, aclaremos varios conceptos. Las galaxias están compuestas de estrellas, gas, polvo y materia oscura, y sus dimensiones son enormes, llegando a superar los 300.000 años luz de diámetro. La galaxia a la que pertenece el Sol, la Vía Láctea, tiene 100.000 millones de estrellas y en el universo hay miles de millones de este tipo de galaxias.

Los agujeros negros pueden formarse cuando una cantidad de materia equivalente a la masa del Sol queda concentrada en una región de unos pocos kilómetros. Esto puede suceder cuando una estrella masiva estalla como supernova. Si hay más materia, digamos un millón de soles, basta que esta se concentre en una región de unos pocos millones de kilómetros, y así sucesivamente. La superficie esférica del agujero negro se llama horizonte de sucesos. Cualquier objeto que la sobrepase es engullido y no podrá dar marcha atrás en su camino. Es el punto en el que la atracción gravitacional de un agujero negro es tan fuerte que nada puede escapar de él.

Aunque no se ven directamente, diversos candidatos a agujeros negros han sido descubiertos en el universo gracias a otros objetos visibles que giran en su órbita, como por ejemplo una estrella compañera. Sin embargo, los candidatos más espectaculares están en los confines del universo. Mirando muy muy lejos se ven las galaxias tal como eran cuando el universo era mucho más joven, hasta la décima parte de su edad actual. Estas galaxias, llamadas quásares, emiten casi toda su radiación desde el mismo centro, como volcanes en erupción. La única explicación aceptada de su funcionamiento es un agujero negro gigante que se alimenta violentamente, engullendo a borbotones y emitiendo ‘salpicaduras’ que vemos como la radiación del quásar. Pero si las galaxias tenían agujeros negros gigantes en su adolescencia, deben mantenerlos en su vejez, ocultos como dragones dormidos…

Chandra's image (left) has provided evidence for a new and unexpected way for stars to form. A combination of infrared and X-ray observations indicates that a surplus of massive stars has formed from a large disk of gas around Sagittarius A* (illustration on right). According to the standard model for star formation, gas clouds from which stars form should have been ripped apart by tidal forces from the supermassive black hole. Evidently, the gravity of a dense disk of gas around Sagittarius A* offsets the tidal forces and allows stars to form. The tug-of-war between the black hole's tidal forces and the gravity of the disk has also favored the formation of a much higher proportion of massive stars than normal.

Esta imagen tomada por el satélite Chandra muestra el centro de nuestra galaxia. La flecha señala la ubicación del agujero negro, conocido como Sagitario A*, o Sgr A* de modo abreviado. / NASA/CXC/MIT/F. K. Baganoff et al.

Justo en el centro de nuestra galaxia, a solo 27.000 años luz de nosotros, hay un anillo de gases que emite radiación mientras gira a grandísimas velocidades. Fue descubierto en 1974 por los estadounidenses Bruce Balick y Robert Brown, que lo denominaron Sagittarius A*. Con el tiempo se ha comprobado que las estrellas en su vecindad trazan órbitas rapidísimas. Para que se produzcan estos fenómenos es necesario que haya en el centro galáctico una gigantesca masa de tres o cuatro millones de soles, que, según muchos científicos, sólo puede ser un agujero negro.

La hipótesis de que todas las grandes galaxias tienen un agujero negro gigante en el centro, testigo mudo de su pasado quásar, ha dejado hace tiempo de ser un ámbito limitado a los ‘pioneros’ de los años 60, como el ruso Yakov Zeldovich, el norteamericano Edwin Salpeter, o los británicos Donald Lynden-Bell y Martin Rees. Hoy, el papel de estos ‘monstruos en la vida de las galaxias es una de las áreas de trabajo esenciales en la astrofísica contemporánea.

Nuestro ‘dragón’ particular en el centro de la Vía Láctea pesa lo equivalente a cuatro millones de soles. Sin embargo, su tamaño sería relativamente pequeño en el club de los monstruos. Se estima que muchos quásares tienen agujeros negros con masas de miles de millones de soles. Incluso las estimaciones realizadas para la zona central de la galaxia Andrómeda revelan que su agujero negro podría ser unas 100 veces mayor que el nuestro. Dado que ambas galaxias están en rumbo de colisión parece claro quién llevará la voz cantante en el baile cósmico que tendrá lugar en unos 4.000 millones de años.

13 comentarios

  1. Dice ser Sicólogo Astral

    ¿Y que hay dentro de un agujero negro? seguramente mucha luz porque se tragan la luz.

    04 mayo 2015 | 10:58

  2. Dice ser ignorante

    los agujeros negros también tienen un dilema con teoría de Albert, con la ley cuántica, o ley de la conservación de la materia, en la que dice que la materia ni desaparece, ni se destruye.¿ entonces que ocurre con esa materia?

    04 mayo 2015 | 11:14

  3. Dice ser patata

    sicólogo astral, creo que lo que si que hay es una temperaturas inmensas. eso ley hace tiempo en un articulo

    04 mayo 2015 | 11:17

  4. Dice ser necesarios

    Monstruos, montruos… los enemigos de la lyuzzz.
    Ni caso. Los oagujeros negros son NECESARIOS en el Universo. Si no hubiera agujeros, que son producto de l apropia mecánica univeral, de la que forman parte imprescindible no habría estrellas nuevas, ni polvo estelar, ni materia oscura, ni nada de nada, ni regeneración..
    Los agujeros negros no se comen nada que no devuelvan de otro modo. Eso del pozo sin fondo es un disparate. Punto.
    Venga, a darles gracias de que est´án ahí.
    Más monstruosos agujeros negros hay en cerebros humanos que creen enfanatismos y andan imponiendo verdades falsas y cánones morales, éticos y estéticos como inmutables.

    04 mayo 2015 | 11:56

  5. Dice ser Sicólogo Astral

    Sea lo que sea el universo y su origen el agujero negro lo puede explicar ya que es una forma que acumula de todo eso que forma el universo pero concentrado en un espacio reducido y alterando los componentes del universo. investigando que le está haciendo el agujero negro al espacio-tiempo-dimensiones se puede saber que es todo eso que sufre el daño del agujero y por lo tanto que cosas forman el universo y sus dimensiones. todas las respuestas del origen del universo las tiene el agujero negro.

    04 mayo 2015 | 12:00

  6. Dice ser Dice ser

    La materia se transforma, se dice que si supieras lo que hay dentro de un agujero negro, tendrias el conocimiento suficiente para poder entender el funcionamiento de la relacion espacio-tiempo

    04 mayo 2015 | 12:04

  7. Dice ser U-95

    M87 a 55 millones de años luz. Agujero negro central de 6400 millones de masas solares, y todavía hay galaxias que los tienen mayores.

    04 mayo 2015 | 13:41

  8. Dice ser Ralkai Shagtten

    Tomad monstruos del cosmos:
    https://www.youtube.com/watch?v=LIxHUgA7odk

    04 mayo 2015 | 14:33

  9. Dice ser Trocotronic

    #1 Dentro de un agujero negro no se sabe lo que hay. Puede que no haya nada. Puede que haya un cuerpo muy pequeño pero de gran masa. Puede que sea un pliegue del espacio-tiempo. Puede que sea un vaso comunicante. Quién sabe. Dado que no hay nada que pueda volver tras el horizonte de sucesos, no podemos saber qué hay al otro lado de este horizonte.

    #2 No hay ley de la conservación de la materia. Hay ley de la conservación de la energía. La materia sí desaparece, se convierte en energía.

    04 mayo 2015 | 14:33

  10. Dice ser Solo humanos

    Hemos avanzado mucho y somos muy inteligentes y bla bla bla… pero creo que hay cosas que nunca podremos saber o simplemente imaginar porque nuestro cerebro esta limitado, igual que una hormiga no sabe que existe el espacio… Pero mientras y acorde a nuestra naturaleza humana, esta bien que pensemos y progresemos todo lo que podamos, pero tenemos que hacerlo no solo tecnologicamente, si no humanamente tambien, que esta ultima vertiente parece que la olvidamos demasiado…

    05 mayo 2015 | 12:34

  11. Dice ser asdf

    11# Amén con todo.

    05 mayo 2015 | 17:12

  12. Dice ser ChrisR

    Los agujeros negros no son monstruos en mi corazón. Son como las madres para mi. Los agujeros negros son como madres porque hacen la fundación de las galaxias. Sr. Wheeler fue corto de vista cuando acuñó el término ‘agujero negro’.

    Las teorías matemáticas que describen agujeros negros y los cuerpos celestes sobre él son muy interesante. Me gusta las leyes de Keppler y Newton especificamente.

    07 mayo 2015 | 04:55

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