Formacion de un agujero negro

Teoría de los agujeros negros

El agujero negro supermasivo en el núcleo de la galaxia elíptica supergigante Messier 87, con una masa de unos 7.000 millones de veces la del Sol,[1] tal y como se representa en la primera imagen en falso color en ondas de radio publicada por el Event Horizon Telescope (10 de abril de 2019).[2][3][4][5] Son visibles el anillo de emisión en forma de media luna y la sombra central,[6] que son vistas ampliadas gravitacionalmente del anillo de fotones del agujero negro y la zona de captura de fotones de su horizonte de sucesos. La forma de media luna se debe a la rotación del agujero negro y a los rayos relativistas; la sombra es aproximadamente 2,6 veces el diámetro del horizonte de sucesos[3].

Simulación animada de un agujero negro de Schwarzschild con una galaxia que pasa por detrás en un plano perpendicular a la línea de visión. Alrededor y en el momento de la alineación exacta (syzygy), se observa una lente gravitacional extrema de la galaxia por parte del agujero negro.

Un agujero negro es una región del espaciotiempo en la que la gravedad es tan fuerte que nada -ninguna partícula ni siquiera la radiación electromagnética, como la luz- puede escapar de él[7] La teoría de la relatividad general predice que una masa suficientemente compacta puede deformar el espaciotiempo hasta formar un agujero negro[8][9] El límite de no escape se llama horizonte de sucesos. Aunque tiene un enorme efecto sobre el destino y las circunstancias de un objeto que lo cruza, según la relatividad general no tiene características localmente detectables[10] En muchos sentidos, un agujero negro actúa como un cuerpo negro ideal, ya que no refleja la luz[11][12] Además, la teoría cuántica de campos en el espaciotiempo curvo predice que los horizontes de sucesos emiten radiación Hawking, con el mismo espectro que un cuerpo negro de una temperatura inversamente proporcional a su masa. Esta temperatura es del orden de mil millonésimas de kelvin para agujeros negros de masa estelar, lo que hace que sea esencialmente imposible de observar directamente.

¿cuándo chocará un agujero negro con la tierra?

AGUJEROS NEGROSEste concepto artístico muestra un agujero negro rodeado por una vorágine de escombros que lo rodean, así como un potente chorro de plasma caliente que sale disparado hacia el espacio.NASA/JPL-CaltechLos agujeros negros más conocidos se crean cuando una estrella masiva llega al final de su vida e implosiona, colapsando sobre sí misma.

Un agujero negro no ocupa nada de espacio, pero sí tiene masa: originalmente, la mayor parte de la masa que solía ser una estrella. Y los agujeros negros se hacen «más grandes» (técnicamente, más masivos) a medida que consumen la materia que tienen cerca. Cuanto más grandes son, mayor es la zona de «no retorno» que tienen, en la que todo lo que entra en su territorio se pierde irremediablemente en el agujero negro. Este punto de no retorno se llama horizonte de sucesos.

Con el tiempo, al crecer y consumir material -planetas, estrellas, naves espaciales errantes, otros agujeros negros- los astrónomos creen que evolucionan hasta convertirse en los agujeros negros supermasivos que detectan en los centros de la mayoría de las galaxias importantes.

En primer lugar, los agujeros negros que comenzaron como estrellas muertas tardarían más tiempo que la edad actual del universo en crecer hasta convertirse en agujeros negros del tamaño del centro de la galaxia. Por ello, los astrónomos también piensan que el universo podría haber iniciado el proceso creando agujeros negros primordiales gigantes en el momento justo después del Big Bang, aunque esto es tan extraño y problemático como se podría pensar.

Cómo se forma una enana negra

La gravedad es una fuerza que atrae a los objetos y los une. Todo lo que tiene masa tiene gravedad. Percibimos la gravedad cuando saltamos y somos arrastrados hacia el suelo. Los planetas, las estrellas, las lunas y otros objetos del universo también tienen gravedad. Por eso orbitan unos alrededor de otros, como la Tierra orbita alrededor del Sol, o la Luna orbita alrededor de la Tierra, en lugar de volar al azar en el espacio. Por eso vemos la Luna y el Sol todos los días.

Cuanto más masa tiene algo, más fuerte es la fuerza debida a la gravedad que produce. La gravedad de la Tierra es más fuerte que la de la Luna porque es más masiva. Así que nuestros cuerpos son atraídos hacia abajo en la Tierra más que si estuviéramos en la Luna. Por eso los astronautas pueden saltar más alto y con más facilidad en la Luna que en la Tierra. Nuestros cuerpos también ejercen fuerzas gravitatorias sobre otros objetos, pero como nuestra propia masa es tan pequeña, la gravedad de nuestros cuerpos no afecta a los objetos de ninguna manera que podamos ver fácilmente. La fuerza de la gravedad también cambia con la distancia a un objeto. La atracción entre la Tierra y la Luna es más fuerte que entre la Tierra y Júpiter, a pesar de que Júpiter es extremadamente más masivo que la Luna. Esto se debe a que la Tierra está más cerca de la Luna que de Júpiter.

Cómo se forma la materia oscura

La idea de un objeto en el espacio tan masivo y denso que la luz no puede escapar de él existe desde hace siglos. Los agujeros negros fueron predichos por la teoría de la relatividad general de Einstein, que demostró que cuando una estrella masiva muere, deja un pequeño y denso núcleo remanente. Si la masa del núcleo es superior a unas tres veces la masa del Sol, las ecuaciones demostraron que la fuerza de la gravedad supera todas las demás fuerzas y produce un agujero negro.

Los científicos no pueden observar directamente los agujeros negros con telescopios que detectan rayos X, luz u otras formas de radiación electromagnética. Sin embargo, podemos inferir la presencia de agujeros negros y estudiarlos detectando su efecto sobre otra materia cercana. Si un agujero negro atraviesa una nube de materia interestelar, por ejemplo, atraerá materia hacia su interior en un proceso conocido como acreción. Un proceso similar puede ocurrir si una estrella normal pasa cerca de un agujero negro. En este caso, el agujero negro puede destrozar la estrella al atraerla hacia sí. Cuando la materia atraída se acelera y calienta, emite rayos X que irradian al espacio. Recientes descubrimientos ofrecen algunas pruebas tentadoras de que los agujeros negros tienen una influencia dramática en los vecindarios que los rodean: emiten potentes estallidos de rayos gamma, devoran estrellas cercanas y estimulan el crecimiento de nuevas estrellas en algunas zonas mientras lo detienen en otras.