Un agujero negro supermasivo es un agujero negro con una masa del orden de millones o decenas de miles de millones de masas solares. En el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, hay uno, llamado Sagitario A. Ahora parece haberse confirmado que alrededor de este agujero, además, se encuentran doce agujeros menos masivos, según un nuevo estudio realizado astrofísicos de la Universidad de Columbia.

Aprendiendo cómo interactúan los agujeros

Sagitario A está rodeado por un halo de gas y polvo que proporciona el caldo de cultivo perfecto para el nacimiento de estrellas masivas, que viven, mueren y podrían convertirse en agujeros negros.

Según el astrofísico de Columbia Chuck Hailey, codirector del Columbia Astrophysics Lab y autor principal del estudio, durante años se han buscado infructuosamente pruebas que apoyen la teoría de que miles de agujeros negros rodean agujeros negros supermasivos (SMBH) en el centro de grandes galaxias. Sin embargo, solo podemos estudiar Sagitario A, pues las galaxias todavía nos quedan demasiado lejos (si bien existe evidencia inequívoca dinámica de los agujeros negros supermasivos sólo en un puñado de galaxias).

Recurriendo a los datos de archivo del Observatorio de Rayos X Chandra para probar su técnica, los investigadores pudieron probar la existencia de doce de estos agujeros que rodean a Sagirario A, pero podría haber muchos más, del orden de miles.

Sagitario A tiene unos 20 millones de kilómetros de ancho (unas 30 veces más que el Sol), se encuentra a 26.000 años luz de distancia, y es extremadamente masivo: acumula 4 millones de masas solares.

Sagitario A es el agujero negro supermasivo que se encuentra en el centro de la Vía Láctea y ahora, por fin, ya hemos podido verlo por primera vez en la historia (o más atinadamente, hemos visto su horizonte de sucesos).

Mirando un agujero negro

Tras 20 años de preparativos, varias antenas receptoras han permitido concebir un instrumento virtual que recibe el nombre de Telescopio del Horizonte de Sucesos, gracias al cual hemos obtenido la imagen de Sagitario A.

Hasta ahora solo se han podido ver agujeros negros de forma indirecta, y nunca se ha alcanzado su superficie, el horizonte de sucesos, pues estos objetos son invisibles (son tan masivos que son capaces de atrapar la luz).

No sólo es esta la primera vez que esta misteriosa región alrededor de un agujero negro ha sido vista, sino que es también la prueba más evidente de la Teoría de Einstein de la Relatividad General. Concretamente, los científicos esperaban determinar si los agujeros negros están rodeados por una región circular de la cual la materia y la energía no pueden escapar (que predice la Relatividad General).

Gracias a esta detección coordinada, se recogieron unos 500 terabytes de datos. Estos datos están ahora siendo transferidos al MIT Haystack Observatory en Massachusetts, donde serán procesados por supercomputadores y convertidos en una imagen, algo que todavía llevará unos meses de trabajo.

Los agujeros negros se crean cuando una estrella agota su combustible (que es ella misma, claro) y la materia restante, si queda suficiente, colapsa debido a su propia gravedad, convirtiéndose en una singularidad (un punto sin volumen y de densidad infinita).

Los agujeros negros no son completamente negros, en realidad se supone que deberían brillar débilmente, ya que estos emiten radiación. Esto fué descurbierto por Stephen Hawking quien en 1976, por eso se le atribuye el nombre de Radiación de Hawking.

El profesor John Wheeler acuñó, en 1967, el término agujero negro, esos restos de estrellas que acabaron su vida como supernovas, generando esta región del espacio en la que la gravedad es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de ella.

Los agujeros negros siempre nos han parecido eventos cósmicos muy remotos, pero ¿realmente es así? ¿Dónde se encuentra el más próximo a nosotros?

El más próximo

Situado aproximadamente a 3.000 años luz de la Tierra, A0620-00 es un sistema binario que alberga una estrella de msa baja y un agujero negro, el más cercano a nosotros.

Este agujero negro tiene una masa como mínimo 3,2 veces la del Sol, podría tener una masa 15 veces mayor. Se encuentra localizado en la dirección en el cielo correspondiente a la constelación de Monoceros. El sistema A0620-00 se descubrió en 1975.

La Tierra viaja en su movimiento orbital en torno al Sol a 30 km/s o a unos 100.000 km/h aproximadamente. Pues bien, la estrella que orbita este agujero negro lo hace a una velocidad orbital de 560 km/s (2 millones de km/h), con lo que tarda 7,75 horas en realizar cada giro.

La distancia más corta entre agujeros

En marzo de 2009, un equipo de astrónomos descubrió un cuásar que parecía contener un agujero negro binario en su centro, tras realizar un análisis espectral de su luz. Los dos agujeros negros tienen una masa equivalente a 50 millones y 20 millones de soles, pero solamente están a un tercio de año luz de distancia entre ambos.

Eso significa que ambos agujeros negros se encuentran a menos de un 10% de la distancia entre nuestro Sol y la estrella más cercana, Alfa Centauri.

Todas estas cifras podrían cambiar en un futuro, pues hay muchos agujeros negros allá afuera. Durante la Reunión Nacional de Astronomía de la Royal Astronomical Society, un equipo internacional de científicos presentaron recientemente una serie de datos recopilados gracias al radiotelescopio espectroscópico nuclear espacial de la NASA (NuSTAR), concluyendo que existen más millones de agujeros negros en todo el universo de lo que se creía, a pesar de que éstos estén ocultos a la vista.

Hoy, 17 de febrero de 2016, ha sido lanzado por Japón un satélite para observar agujeros negros Astro-H. Concretamente, el satélite está diseñado para observar los rayos x emanados por agujeros negros y agrupaciones de galaxias. Como podéis ver en el vídeo que encabeza esta entrada, fue lanzado a bordo de un cohete H-2A a las 17.45 hora local (8.45 GMT) desde la estación espacial situada en la isla de Tanegashima, en la prefectura de Kagoshima.

Ya es el lanzamiento número 24 de H-2A, desarrollado por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) y Mitsubishi Heavy Industries. El Astro-H tiene unos 14 metros de largo y pesa unas 2,7 toneladas, lo que lo convierte en el satélite más pesado lanzado hasta ahora por Japón. Se espera que pueda responder a preguntas como: ¿Qué pasó durante la creación del universo? ¿Cómo se formaron las galaxias y cómo han evolucionado? ¿Cómo crecen los agujeros negros y cuál es su influencia a su alrededor?

Vía | Sinc

Según un estudio que recoge la revista The Astrophysical Journal, se ha descubierto un cuásar con dos agujeros negros centrales girando el uno sobre el otro en la galaxia Markarian 231 que se encuentra tan solo a 600 millones de años luz de distancia de la Tierra. El descubrimiento ha sido posible gracias al telescopio Hubble, que orbita en el exterior de la atmósfera a 593 km sobre el nivel del mar desde abril de 1990.

Este singular objeto cósmico es probablemente resultado de una fusión de dos galaxias donde además, la materia gaseosa que lo rodea, gira también muy rápidamente, alcanzando temperaturas elevadas debido a fenómenos de fricción y turbulencias.

El centro del disco está tallado por la acción de dos agujeros negros que orbitan entre sí. El segundo agujero negro, más pequeño, órbita en el borde interior del disco de acreción, y tiene su propio mini-disco con un resplandor ultravioleta. Según Youjun Lu, coautora del estudio:

Estamos muy entusiasmados con este hallazgo, ya que no sólo muestra la existencia de un estrecho agujero negro binario en Markarian 231, sino también abre una nueva forma de buscar sistemáticamente agujeros negros binarios a través de la naturaleza de su emisión de luz ultravioleta.

Vía | EuropaPress

1. Los agujeros negros se crean cuando una estrella agota su combustible (que es ella misma, claro) y la materia restante, si queda suficiente, colapsa debido a su propia gravedad, convirtiéndose en una singularidad (un punto sin volumen y de densidad infinita).

2. Pero no todas las estrellas pueden transformarse en agujero negro: debe tener con una masa mínima que es 25 veces superior a la masa de nuestro Sol. En la Vía Láctea, menos de 1 estrella de cada 1.000 dispone de masa suficiente para transformarse en un agujero negro.

3. El agujero negro más cercano a la Tierra es Cygnus X-1. Para que la Tierra fuera engullida por este agujero negro, tendría que estar a menos de 21 km de ella. No hay que temer, pues: Cygnus X-1 se encuentra a una distancia de 8.000 años luz.

4. Los agujeros negros acostumbran a ser más pequeñops de lo que imaginamos. Un agujero típico, por ejemplo, tiene un radio de solo 30 km. Si el Sol, cuyo radio actual es de 700.000 km, fuera sustituido por un agujero negro de la misma masa, éste tendría un radio de sólo 3 km. La órbita de la Tierra no se vería afectada.

5. El agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea es 4 millones de veces más masivo que el Sol, y tiene un anchura de 24 millones de km. Se encuentra a 30.000 años luz de nosotros. Está muy lejos de nosotros, sí, aunque deberíamos preocuparnos si ese agujero negro fuera como el que existe en el centro del cúmulo de galaxias de Perseo: es un agujero cuyas ondas expansivas de la energía que caen en él afectan a la materia que se halla a 300.000 años luz de distancia.

6. Los agujeros negro no son completamente negros, en realidad se supone que deberían brillar débilmente, ya que estos emiten radiación. Esto fué descurbierto por Stephen Hawking quien en 1976, por eso se le atribuye el nombre de Radiación de Hawking.

7. Ya para 1796, el matemático Pierre Laplace sugirió la idea de un objeto con una concentración de masa tal, que atrapara incluso a la luz. Fue el físico John Archibald Wheeler (1911-2008), quien además acuñó el concepto ‘agujero negro’.

8. El número de agujeros negros podría ser incluso mayor que el número de estrellas visibles.

9. El catedrático de Física Teórica de la Universidad de Caltech (California), Kip Thorne, ha sugerido que la colisión entre agujeros negros provoca vibraciones y temblores en el espacio-tiempo que se propagan a través de ondas gravitatorias por todo el universo a la velocidad de la luz.

10. Imágenes de la NASA de como un agujero negro va devorando una estrella:

El telescopio Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) fue enviado por la NASA en 2009 destinado a estudiar la radiación infrarroja. No está operativo desde febrero de 2011, pero ha descubierto millones de agujeros negros (aproximadamente dos tercios de estos agujeros negros jamás se habían detectado porque el polvo cósmico obstruye su luz visible) y galaxias extremas conocidas como ‘DOGs’ o ‘galaxias oscurecidas por el polvo’.

Estas galaxias situadas en su gran mayoría a 10.000 millones de años luz de la Tierra, según la NASA:

Son dos veces más calientes que las galaxias convencionales y cien billones de veces más luminosas que el Sol y su característica principal es la formación activa de estrellas.

Aquí podéis contemplar las imágenes capturadas por el telescopio.

Hashima Hasan, científico del programa de ese telescopio en la sede central de la NASA, en Washington:

Hemos encontrado un asteroide que baila adelante de la Tierra en su órbita, hemos encontrado los objetos más fríos parecidos a estrellas hallados hasta ahora, y ahora encontramos agujeros negros super masivos y galaxias que se ocultan tras velos de polvo.

Vía | EuropaPress

A menudo, cuando se enfrentan ciencia y religión, indudablemente apostamos por la ciencia porque, esencialmente, se basa en la premisa de que el conocimiento es falible y acumulativo y se enriquece con evidencias diversas, no con autoridades o libros únicos. Sin embargo, si bien la disciplina científica es epistemológicamente más sólida a cualquier otra clase de conocimiento, los científicos no siempre se comportan con arreglo a sus normas.

Y entonces la ciencia puede llegar a ser casi como una secta.

Un desafortunado ejemplo de ello ocurrió cuando el astrofísico S. Chandrasekar, siendo un adolescente, desarrolló una sorprendente teoría de la degeneración estelar. Mientras que las estrellas cuya masa crítica era inferior a una cantidad dada podían convertirse en enanas blancas, las de mayor masa mostraban, por el contrario, una degeneración relativista y pasaban, tras “implotar”, a un estado absolutamente distinto.

El astrónomo teórico A. S. Eddington, maestro y protector de Chandrasekar, atacó a éste y a su teoría con bastante mala leche, prohibiéndole desarrollarla y publicarla.

Pero este ataque no era intelectualmente honrado: lo que ocurría es que, si Chandrasekar tenía razón, entonces la teoría cosmológica de Eddington se volvía errónea. Como resultado de ello, la astronomía teórica vivió un estancamiento de 30 años, y la teoría de los agujeros negros (implícita en los planteamientos de Chandrasekar) no se desarrolló en plenitud hasta finales de 1960.

Kameshwar Wali, en su biografía de Chandrasekar, escribe que “fueron necesarias casi tres décadas para que el descubrimiento [de Chandrasekar] se reconociese en toda su importancia, y el límite de Chandrasekar se incorporase al lenguaje estándar de la física y de la astrofísica. Hubieron de pasar cinco décadas hasta que recibió el Premio Nobel”. (…) El propio Chandrasekar manifestó más tarde: “Es un hecho asombroso que en como Eddington pueda gozar de tan increíble autoridad [...] y es increíble [...] que nadie tuviese la valentía y el conocimiento necesario para decir que Eddington estaba equivocado [...] Personalmente, creo que el desarrollo de la astronomía en su conjunto, y el desarrollo de la astronomía teórica (sobre todo en lo que respecta a la evolución de las estrellas y la comprensión de las observaciones relacionadas con las enanas blancas), se demoró por espacio de casi dos generaciones como consecuencia de la autoridad de Eddington.

Estamos, pues, frente a una falacia de autoridad como un piano, y cómo los científicos, tan egoístas y mezquinos como cualquier ser humano, consiguen impedir el progreso del pensamiento en aras de que sus ideas no sean pisoteadas, al más puro estilo fundamentalista islámico.

En un primer momento se resistió al ataque de Eddington y, más tarde, cuando comprendió que su resistencia sería inútil, centró su atención en otros asuntos y realizó sus principales trabajos en otros campos. Para Georg Cantor, el gran matemático que desarrolló las ideas de los cardinales transfinitos y los conjuntos infinitos, las cosas no fueron tan fáciles: perseguido por el famoso Félix Klein, a quien Cantor llamaba “el gran mariscal de campo de las matemáticas alemanas”, se convirtió en una personalidad psicótica, si bien continuó desarrollando su teoría durante sus períodos de lucidez. Ludwig Boltzmann, el mayor físico teórico de las últimas décadas del siglo XIX, fue conducido hasta el suicidio por la incomprensión y por los ataques lanzados contra su persona. Si hubiese vivido sólo un poco más habría visto que sus métodos e ideas sobre la mecánica estadística eran reconocidos a escala mundial.

EDITO: ripavife nos señala en los comentarios que, a pesar de lo referido por Oliver Sacks en su libro, el archienemigo de Cantor no era Klein sino Kronecker.

Vía | Historias de la ciencia y del olvido de Oliver Sacks

Un estudio que aparecerá publicado en la revista especializada Physical Review Letters (puede leerse un resumen del mismo en el archivo científico arXiv.org) refleja que se ha observado lo que el físico y cosmólogo británico Stephen Hawking predijo hace 36 años, la radiación de Hawking: que los agujeros negros emiten una extraña radiación que puede provocar que los agujeros pierdan masa e incluso puedan desvanecerse en el espacio.

Pero el equipo de de investigadores italianos no lo ha observado en el cielo sino en nuestro planeta: en un agujero especial creado en laboratorio, un agujero blanco, algo así como el reverso del negro: a diferencia del agujero negro, deja escapar materia y energía en lugar de absorberla.

Los investigadores crearon este fenómeno mediante el envío de un pulso láser de infrarrojos a través de silicio fundido. Tras descartar otras explicaciones, llegaron a la conclusión de que lo que habían visto era la radiación de Hawking. De ser cierto, ello puede tener implicaciones en lo que sabemos sobre el universo, hasta el punto de conocer cómo puede ser su final.

Via | ABC

De nuevo la comunidad científica se ha visto desbordada por el descubrimiento de un nuevo fenómeno astronómico sin precedentes: un objeto desconocido en la galaxia M82 ha comenzado a enviar ondas de radio, y la emisión no se parece a nada que se haya visto antes en el Universo, dejando atónitos a los astrofísicos la red MERLIN de telescopios de radio en el Reino Unido.

“No sabemos lo que es”, dijo el co-descubridor Tom Muxlow del Jodrell Bank Centre for Astrophysics cerca de Macclesfield, Reino Unido.

Aunque continuamente recibimos ondas de radio procedentes del espacio exterior originadas por fenómenos naturales, lo cierto es que el patrón de ondas de la galaxia M82 es totalmente desconocido. Apenas ha cambiado en intensidad durante un año y el espectro es estacionario.

¿Podría este objeto ser un agujero negro? No está en el medio del M82, donde los astrónomos esperarían encontrar este tipo de agujeros negros centrales supermasivos que la mayor parte del resto de galaxias tienen. Lo que nos deja la posibilidad de que pudiese ser un “microquasar”.

Un microquasar está formado a partir de una estrella muy masiva que explota, dejando tras de sí un agujero negro de unas 10 ó 12 veces la masa del sol, que posteriormente empieza a alimentarse de gas de una estrella superviviente cercana. Los microquásares emiten ondas de radio -pero ninguno ha sido visto en nuestra galaxia tan brillante como el de la nueva fuente en el M82. Los microquásares también producen muchos rayos X, pero de momento no se han encontrado rayos X procedentes del misterioso objeto.

El extraño objeto se encuentra a 12 millones de años luz de la Vía Láctea. Y por si fuera poco, su velocidad aparente multiplica por cuatro a la velocidad de la luz. Esas velocidades supralumínicas ahora sólo habían sido observadas en los chorros de materia que emiten algunos de los mayores agujeros negros del Universo.

Acabamos de empezar a procesar los datos de la región central de M82 procedentes de 20 radiotelescopios de todo el mundo asegura Muxlow. Esas imágenes nos permitirán examinar la estructura de esta nueva radiofuente con más detalle. De todas formas, procesar una cantidad tan grande de datos será un trabajo arduo y penoso. Y sólo después podremos decir si efectivamente se trata de una rara forma de microquasar’. O de algo nuevo y completamente desconocido hasta el momento.

Vía | Ciencia traducida

Más información | New Scientist