Utilizamos cookies propias y de terceros para mejorar nuestros servicios y facilitarte el uso de la web mediante el análisis de tus preferencias de navegación. También compartimos la información sobre el tráfico por nuestra web a los medios sociales y de publicidad con los que colaboramos. Si continúas navegando, consideramos que aceptas nuestra Política de cookies .

27 de Abril de 2020
Astrofísica

¿Por qué son tan brillantes los agujeros negros?

¿Y por qué es tan oscuro el de nuestra galaxia?

El entorno de Sagitario A* en una imagen de Chandra, observatorio espacial de rayos X [NASA/CXC/MIT/F. Baganoff, R. Shcherbakov et al.].

De los agujeros negros, como indica su nombre, ni la luz puede escapar. Pero si se le pregunta a cualquier astrofísico, dirá que están entre los objetos más brillantes del universo. ¿Cómo es posible?

La respuesta, en parte, es que los agujeros negros no están solos. A los monstruosos agujeros negros que se encuentran en el centro de las galaxias los rodean ardientes nubes de gas. Mientras este material va cayendo hacia el agujero negro, le crea un aura cósmica al lugar más oscuro de la galaxia.

Pero, y resulta extraño, el agujero negro del centro de la Vía Láctea no es ni de lejos tan brillante como debería ser. Resolver el misterio de que ese agujero sean tan oscuro, relativamente hablando, servirá para aclarar la conexión entre la luz que vemos y lo que cae en el agujero.

 Por qué son tan brillantes los agujeros negros

Son varias las formas por las que un agujero negro puede parecer que brilla. Cuando el gas de una estrella cercana cae hacia el agujero negro, se dirige hacia este en espiral como el agua de un fregadero hacia el desagüe. Mientras cae de esa forma, la fricción interna que se produce lo calienta. En esencia, es el mismo principio de que se valen los boy scouts para hacer fuego con dos palos, solo que alrededor de uno de esos grandes agujeros negros del centro de una galaxia la temperatura llega a ser de cientos de miles grados.

Un gas tan caliente les quita a los átomos sus electrones: se crea un mar de iones positivos y de electrones negativos. La agitación de estas partículas cargadas produce unos campos magnéticos turbulentos que conducen al gas por dos chorros que apuntan en direcciones opuestas. Si por casualidad uno de estos chorros está orientado hacia la Tierra veremos un brillante agujero negro, o más exactamente, un agujero negro con unas inmediaciones muy brillantes.

Pero a veces no tenemos que estar situados directamente en la trayectoria del agua de la manguera. Puede ocurrir también que los chorros impacten en nubes cercanas de gas o hasta en una galaxia vecina. La colisión genera un resplandor característico.

Nuestro oscuro monstruo

En el centro de nuestra galaxia hay un monstruo sorprendentemente tranquilo. «Como agujero negro, como sistema energético, está casi muerto», dice Geoffrey Bower, del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sínica en Hilo, Hawai.

La pregunta es: ¿por qué? «Sabemos que hay algún tipo de mecanismo que impide que la materia llegue a la zona central de la galaxia o al agujero negro mismo y caiga en él», dice Lía Corrales, astrofísica de la Universidad de Michigan, «pero no sabemos cuál es exactamente».

Según una de las hipótesis, cuando el gas cae hacia el agujero negro de la Vía Láctea, que lleva el nombre de Sagitario A*, y se calienta, una presión adicional empuja el gas hacia atrás. En un artículo publicado en marzo en The Astrophysical Journal, Corrales y sus colaboradores daban a conocer el resultado del análisis estadístico de observaciones del agujero negro por parte del satélite de rayos X Chandra, efectuadas durante casi un año. Vieron que el gas caliente cercano a Sagitario A* se mueve hacia fuera, en efecto, y se está enfriando.

Pero Sagitario A* no está muerto. Rebrota y borbotea, y a veces se vuelve mucho más brillante. Los astrónomos no están seguros de la causa de estas fulguraciones: de que caigan masas de gas, de que se propaguen ondas de choque por el gas o de que se proyecten arcos de materia magnética, parecidos a las eyecciones de masa que se arquean sobre el Sol.

Para hacerse un cuadro completo de lo que sucede, se ha intentado observar Sagitario A* por medio de muchos tipos diferentes de telescopios a la vez. La pieza fundamental para este propósito es el Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT): una red de once telescopios dispersos por la Tierra que actúa como un solo instrumento. Puede ver cómo se desplaza el gas resplandeciente alrededor de las inmediaciones del agujero negro justo antes de caer en él. Otros telescopios ven lo que sucede más lejos del agujero negro. Los astrónomos pueden entonces comparar estas vistas para aclarar la causa de las fulguraciones.

El EHT empezó a observar Sagitario A* en 2017 con ocho de esos once telescopios (los otros tres se incorporarían después). Todas las primaveras hay solo un período de diez días en el que todos los telescopios del EHT pueden ver sus objetivos astronómicos. Es un período de observación penosamente corto que reduce muchísimo el margen de error. Por desgracia, el mal tiempo limitó en 2018 las observaciones, y en 2019 un desbarajuste técnico obligó a suspender la sesión de observaciones.

En 2017, en cambio, los astrónomos tuvieron suerte. No solo pudieron coordinar la sesión del EHT con las observaciones de los telescopios espaciales de rayos X, sino que dio la casualidad de que Sagitario A* tuvo entonces una fulguración. Todavía no se han publicado los datos.

En la campaña de observación de 2020, sin embargo, la suerte se ha esfumado de nuevo. Estaba previsto que empezase el 26 de marzo, pero se suspendió por la epidemia de la COVID-19. Habrá, pues, que posponer el próximo vistazo de Sagitario A* hasta 2021. Nuestro tranquilo agujero negro tendrá que esperar.

Liza Kruesi / Quanta Magazine.

Artículo traducido por Investigación y Ciencia con el permiso de QuantaMagazine.org, una publicación independiente promovida por la Fundación Simons para potenciar la comprensión pública de la ciencia.

Referencia: «The Chandra High-resolution X-Ray Spectrum of Quiescent Emission from Sgr A*», de Lía Corrales et al., en The Astrophysical Journal, volumen 891número 1; puede leerse la prepublicación, arXiv:2002.07198 [astro-ph.HE].

Los boletines de Investigación y Ciencia

Elige qué contenidos quieres recibir.