Algunas curiosidades sobre los fascinantes agujeros negros

Muchos quedaron fascinados con el agujero negro Gargantúa de la película Interestelar y los efectos de la intensa gravedad sobre la materia y luz. Todo gracias al físico Kip Thorne, asesor científico detrás de la película, con el que se logró que el agujero negro Gargantúa fuese bien descrito en 2014.

Hechos destacables relacionados a los agujeros negros

El término agujero negro se asocia a John Michell, quien se refirió a ellos como "estrellas oscuras", en 1784. El imaginó estrellas con corpúsculos de luz intentando salir de ellas. Luego, con la Teoría de Relatividad General de Einstein en 1915, en la cual la masa curva el espacio tiempo, se pudo avanzar teóricamente. Sin embargo, fue el físico estadounidense John Archibald Wheeler fue quien dio el nombre de "agujero negro" a este fenómeno del universo, en 1967".

En las trincheras de la primera guerra mundial, Karl Schwarzschild fue el primer físico alemán en usar la Teoría de Relatividad General de Einstein, en 1916. Sus ecuaciones dicen que si una estrella colapsa por su gravedad debajo de cierto radio, nada podría escapar a su gravedad, esto es el Radio de Schwarzschild.

Luego en 1930, Subramayahn Chandrasekar astrofísico de la India, encontró un límite para la masa de las estrellas que podrían convertirse en agujeros negros al final de sus días. Cualquier estrella tiene combustible termonuclear que sale como radiación y calor de su interior, sin embargo la gravedad de su masa intenta comprimirla. Cuando se agota el combustible interno, la gravedad gana y la estrella colapsa sobre su propia masa.

Muchas estrellas similares al Sol en masa, colapsarán en enanas blancas, que son extrañamente estrellas pequeñas pero de alta densidad de masa. Si las enanas blancas tienen masa superior a 1,44 masas solares, la gravedad las transformará en agujero negro estelar, este es el límite de Chandrasekar.

Descripciones y evidencias de agujeros negros

Un agujero negro es una región esférica del espacio, tal descripción matemática fue hecha por Roy Kerr en 1963. Esta región cuenta con un horizonte de sucesos en el borde, donde la materia y luz que traspasa ese límite es capturada, y coincide con el radio de Schwarzschild. También presentan una singularidad en el centro donde la materia cae y es el punto máximo de atracción gravitacional.

Los agujeros negros curiosamente, pueden emitir un tipo de radiación -Radiación de Hawking- desde su centro, lo cual permitiría que salga masa de estos objetos muy lentamente, investigación que lideró Stephen Hawking en la década de los 70.

Los agujeros negros se categorizan en astrofísica moderna por su masa, carga eléctrica y momento angular (rotación). Según su masa existen agujeros negros:

• Supermasivos: Millones de masas solares, ubicados en centros galácticos.
• Masa intermedia: 100 a 1 millón de masas solares.
• Masa Estelar: de 10 a 100 masas solares.

El primer agujero negro supermasivo se observó en 2019 con el Telescopio Horizonte de Sucesos (THS) en el centro de la galaxia M87, el cual tiene el tamaño de miles de millones de masas solares. Le siguió el agujero negro supermasivo de nuestra Vía Láctea, llamado Sagitario A*, observado en 2022 también por el THS.

El agujero negro de M87 es mucho mas grande que el de Sagitario A*. Se cree que estos objetos crecen en la medida que van fusionándose con agujeros negros de masa estelar -tamaño de Gargantúa en Interestelar- a través de millones de años de evolución. De momento habrá que esperar evidencia observacional para explicar estos tamaños supermasivos.

Curiosidades destacables de los agujeros negros

• El radio de Schwarzschild del Sol tendría solo unos 3 km para que sea un agujero negro hipotético.
• Las estrellas de 10 masas solares o más, finalizan sus días como agujero negro, después de estallar violentamente como supernova.
• Muchos agujeros negros cuentan con "disco de acreción", que son los restos de materia y luz que orbitan fuera del horizonte de sucesos, emitiendo luz.
• Hasta no hace mucho tiempo atrás, jamás se había observado un agujero negro, solo sus efectos indirectos en estrellas orbitando zonas oscuras alrededor de centros galácticos.