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10 hechos más asombrosos sobre los agujeros negros

24/12/2020

Los agujeros negros han recorrido un largo camino desde los días de Einstein. Donde antes eran solo objetos teóricos de pesadilla, ahora sabemos que son verificablemente reales. O, al menos, conocemos objetos que se ven, suenan y sensación como los agujeros negros existen en el universo.

Hemos aprendido bastante sobre los objetos misteriosos en los años desde que los imaginamos por primera vez con matemáticas y ecuaciones complejas.

Desde agujeros negros supermasivos que disparan material a lo largo de decenas de miles de años luz hasta millones de exoplanetas similares a la Tierra que orbitan agujeros negros no más masivos que nuestra propia estrella, aquí hay 10 nuevos hechos asombrosos sobre los agujeros negros.

10. Las burbujas de Fermi quedan de una explosión masiva

Por encima y por debajo de nuestra galaxia, que se extienden a 25.000 años luz cada una, hay dos burbujas de energía de rayos gamma. Estas burbujas de Fermi fueron descubiertas por primera vez en 2010 por un grupo de científicos del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica.

Estas burbujas son los restos de una poderosa explosión que provino del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra propia galaxia. Una explosión que las formas de vida en la Tierra, tal vez incluso nuestros antepasados ​​simiescos, pudieron haber presenciado hace 3,5 millones de años.

Para poner cuán masivos estos Burbujas de Fermi están en perspectiva, Alpha Centauri es una de nuestras estrellas vecinas más cercanas. Está a 4,3 años luz de distancia y, aun así, con nuestra tecnología actual, llevaría al menos 100 años alcanzarlo.

Para recorrer la distancia que toman estas Burbujas de Fermi, se necesitarían 137.000 años para cubrir esa distancia a las velocidades actuales.

Pero lo interesante es que la erupción de energía nuclear que provino de nuestro agujero negro supermasivo habría sido mucho más grande que el remanente que dejó atrás, cubriendo una distancia de más de 100.000 años luz.

Y pensar, el Via Láctea es considerado uno de los lugares más tranquilos En el universo. Hay agujeros negros en otras galaxias que son mucho más poderosos.

9. Sus chorros pueden extenderse millones de años luz

Hablando de erupciones provenientes de agujeros negros, hablemos de las Nubes de Magallanes Pequeñas y Grandes, dos galaxias enanas que orbitan nuestra pacífica Vía Láctea. Una corriente de gas queda detrás de las galaxias enanas, alcanzando una increíble distancia de 600.000 años luz de distancia de ellas. Los científicos creen que estos son restos de dos gigantescas explosiones de energía que habrían estallado al mismo tiempo que se formaron las Burbujas de Fermi (más o menos un millón de años).

Pero Jets relativistas están lejos más común de lo que piensas. Se cree que son el resultado de partículas energéticas arrojadas fuera de la órbita de los agujeros negros que orbitan a una velocidad cercana a la de la luz. Hemos observado muchos de estos increíbles espectáculos de luz en los polos de otras galaxias, y algunos de ellos, como la radiogalaxia Centaurus A, puedo alcanzar hasta decenas de millones de años luz.

Su fuerza destructiva tampoco es nada despreciable. Algunas de estas explosiones son lo suficientemente poderosas como para consumir toda su galaxia. Algo que acabaría con cualquier vida hipotética o mundos habitables en el proceso.

Tenemos mucha suerte de que nuestra galaxia esté tan tranquila.

8. TESS de la NASA fotografió el primer agujero negro comiendo una estrella

TESS de la NASA (o satélite de estudio de exoplanetas de transición) logró atrapar un evento increíble después de ver las estrellas en la galaxia 2MASX J07001137-6602251 (y sí, ese es su nombre). Sorprendentemente, detectó un brillo de una de las estrellas de la galaxia y confirmó que había ocurrido un evento de distorsión de las mareas.

Después de contratar al Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA y a otros, los astrónomos pudieron determinar que el evento que estaban observando fue el primer vistazo del mundo a los primeros momentos de un agujero negro. consumiendo una estrella.

Cuando las estrellas se acercan demasiado a un agujero negro, terminan rompiéndose en pedazos, creando una larga cola de gas a medida que el material de la estrella se estira en un disco de acreción alrededor del agujero negro. Estos eventos solo ocurren aproximadamente una vez cada 10,000 años en galaxias del tamaño de la Vía Láctea, pero gracias a satélites y observatorios como TESS y Neil Gehrels, podemos verlos como suceden (o sucedieron) en otras galaxias.

Curiosamente, la estrella tiene aproximadamente el tamaño de la nuestra.

7. La Tierra está en realidad 2000 años luz más cerca de Sagitario-A de lo que pensábamos

Durante la mayor parte de nuestras vidas, los científicos y astrónomos pensaron que nuestro sistema solar descansaba en el borde exterior de la galaxia (los límites estelares, si se quiere), pero parece que eso no es cierto después de todo.

Es difícil medir una cosa tan grande como una galaxia desde el interior, y mucho menos averiguar dónde está exactamente nuestro planeta dentro de ella. Pero el Observatorio Astronómico Nacional de Japón tiene nuevos datos que sugieren que estamos a punto de 2000 años luz más cerca a Sagitario-A (nuestro agujero negro supermasivo) de lo que sospechamos originalmente.

Estar más cerca también significa que nos estamos moviendo mucho más rápido de lo que pensamos, viajando a una velocidad increíble de siete kilómetros por segundo.

6. Teóricamente, un millón de mundos habitables podrían orbitar un agujero negro

Nuestro deseo típico es encontrar exoplanetas alrededor de estrellas como la nuestra, y aunque hemos encontrado algunos de esos, y algunos miles alrededor de estrellas que no son en absoluto como la nuestra, tendemos a ser bastante parciales sobre dónde creemos que la vida puede y no puede. surgir. Después de todo, sucedió en la Tierra, así que claramente ese es el escenario más probable. ¿Correcto?

Bueno, resulta que agujeros negros Caliente los objetos que orbitan alrededor de ellos de manera bastante eficiente. Esto se debe no solo a las fuerzas de marea que pueden experimentar los planetas en órbita (similar a lo que las enanas rojas hacen con sus exoplanetas en órbita) sino también a la radiación de fondo de microondas cósmica que es absorbida por el agujero negro. Esta energía normalmente es extremadamente fría (ya que es un sobrante del Big Bang) y llega a unos 3 grados por encima del cero absoluto. Pero después de caer en un agujero negro, se pone muy, muy, muy caliente.

Y si el agujero negro está girando, entonces la luz que produce al comer toda esa radiación de fondo de microondas puede ser tan brillante como una estrella.

Eso tampoco es todo.

Debido a la inmensa gravedad que exhiben los agujeros negros, podrían albergar hasta un millón de mundos habitables, dependiendo de la masa, por supuesto.

Oh, y si un planeta como la Tierra estaban en órbita un agujero negro dentro de su zona habitable, se movería a la velocidad de la luz.

5. ¿Pueden ser… bolas de pelusa?

Entonces, la teoría de cuerdas es extraña. Muy raro. Y una hipótesis que los teóricos de cuerdas suelen plantear es la idea de que los agujeros negros no son agujeros negros en absoluto, sino bolas de hilo.

Lo más probable es que esto sea una metáfora, pero otra comparación sería imaginar si toda la materia en el universo está formada por cuerdas cuánticas como sugiere la teoría de cuerdas, y visualizamos esas cuerdas como, digamos, ratas. entonces los agujeros negros serían como un rey rata (una colección de ratas que tienen sus colas fusionadas) con todas esas preciosas cuerdas fusionadas en una bola de pelusa.

Esencialmente, esas cuerdas no podrían ser extraídas, a menos que el agujero negro (o bola de pelusa) era lo suficientemente pequeño como para evaporarse de la forma en que teorizó Stephen Hawking.

Si bien ahora tenemos la primera imagen de un agujero negro archivada, todavía no sabemos mucho sobre ellos. Por lo tanto, es lógico que tampoco entendamos su mecánica.

4. Hay uno a 1.000 años luz de distancia

Los agujeros negros son extremadamente difíciles de identificar si no están comiendo una estrella o en el centro de una galaxia. Pero los astrónomos dicen han encontrado un sistema estelar 1.000 años luz de la Tierra que presentan signos reveladores de un calabozo afectando al sistema.

Este es un sistema de estrellas triples, con dos estrellas de secuencia principal de tipo B que son claramente visibles sin necesidad de un telescopio en la Tierra. Anteriormente se pensaba que este sistema era binario, pero después de observar que las órbitas de las dos estrellas estaban siendo afectadas por algo más, lo que provocaba que estuvieran sesgadas, se encargó un estudio de seguimiento utilizando un telescopio de 2,2 metros en el Observatorio Las Silla. en Chile. Los resultados de este estudio muestran que una de las estrellas orbita un centro gravitacional cada 40 días, una masa que no es su pareja binaria.

Esto significa que hay tres objetos en este sistema, no dos. Y dado que uno de esos objetos es invisible para nosotros, es muy probable que el tercer objeto sea un agujero negro.

¿Cuan genial es eso?

3. La información puede escapar de los agujeros negros

Agujeros negros Durante mucho tiempo han tenido la reputación de ser monstruos absolutos (teóricos) que podían tragarse luz, materia e información. Se pensaba que esa información, al menos antes de los papeles de los que vamos a hablar, se había perdido para siempre, sellada dentro del agujero negro que se la comió.

Este es un problema para los físicos porque las leyes de la termodinámica exigen que la información no se pueda destruir. Pero lo que complica aún más esto es la teoría de Stephen Hawking de que los agujeros negros alrededor de la masa de nuestra luna se evaporan.

Esto es un problema. Porque si el agujero negro se evapora, ¿qué pasa con la información que ha consumido dicho agujero negro?

Bueno, nunca hemos visto evaporarse un agujero negro. Entonces, no sabemos qué sucede durante tal evento.

Pero dos artículos innovadores parecen sugerir que cuando agujeros negros envejecen, comienzan a descomponerse. Lo que significa que la información puede escapar de un mayor agujero negro y cualquier materia nueva que se introdujera en él sería regurgitado casi de inmediato.

2. Enjambres de agujeros negros primordiales podrían llenar el universo

Los mini agujeros negros que quedaron desde el comienzo del tiempo y el espacio tal como lo conocemos (el Big Bang) pueden estar pululando alrededor de nuestro universo. Puede sonar a ciencia ficción o fantasía, pero los investigadores creen que podrían detectar las réplicas que quedaron de su nacimiento.

Las leyes de la física permiten la existencia de agujeros negros de cualquier tamaño, y estos agujeros negros primordiales se cree que tienen masas equivalentes a los planetas.

Inmediatamente después del Big Bang, en el momento de la inflación, los investigadores sugieren que podría haber habido un momento en el que el espacio-tiempo se curvó antes de finalmente aplanarse. Se cree que esa curvatura momentánea produjo fluctuaciones en el universo en expansión. Unos lo suficientemente intensos como para formar agujeros negros de masa terrestre.

Los investigadores proponen que los observatorios con la capacidad de detectar ondas gravitacionales comiencen a buscar lo que ellos llaman ondas gravitacionales secundarias.

Estas perturbaciones teóricas en el universo irradiaría ondas gravitacionales mucho más débiles que un agujero negro ordinario o incluso una colisión de estrellas de neutrones. Las perturbaciones serían los restos del evento que habría engendrado estos agujeros negros primordiales.

1. La primera imagen de un agujero negro

En 2019, el primera imagen de un agujero negro fue revelado. Las palabras no pueden expresar cuán importante es esta imagen o lo que significa para promover nuestra comprensión del universo que habitamos.

Pero el proceso detrás de cómo se obtuvo la imagen también es bastante bueno. Los observatorios que participan en el proyecto de imagen del agujero negro en el Galaxia M87 son parte del Proyecto Event Horizon Telescope, compuesto por 200 científicos de 20 países.

Este esfuerzo requirió diez años de trabajo, ocho de los radiotelescopios más sensibles del mundo, una red de relojes atómicos sincronizados y dos supercomputadoras personalizadas que harían llorar a Bill Gates.

Ahora, la imagen del agujero negro originalmente se tomó en 2017, pero tomó aproximadamente tres años analizar los datos e interpretarlos en una imagen.

El proyecto Event Horizon Telescope tampoco está terminado todavía. Están agregando más radiotelescopios a su red y preparándose para apuntar sus antenas al agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia.