Prepárese para ser cautivado por estas misteriosas maravillas cósmicas.
Agujero negro Cygnus X-1. La impresión de un artista de Cygnus X-1, un agujero negro de masa estelar, dibujaba la materia de una estrella cercana en su disco de acreción y emitía radiación de los gases sobrecalentados que ingresaban. Cygnus X-1 fue el primer agujero negro descubierto. (Crédito de la imagen: NASA / CXC / M.Weiss / Wikimedia Commons)
Por SidneyY Stevens, para Mother Nature Network MNN - • Enero 2 de 2018
Los agujeros negros son quizás las características más fascinantes de pesadilla de nuestro universo. Al igual que los túneles largos y oscuros a ninguna parte (o depósitos de basura gigantes), estos accesorios misteriosos en el espacio ejercen una atracción gravitatoria tan apasionante que nada cerca, ni siquiera la luz, puede escapar de ser tragado. Lo que entra, (sobre todo) nunca sale. (Más sobre esto más adelante).
Por esta razón, los agujeros negros son invisibles a la vista, tan livianos como el espacio vacío y oscuro que los rodea. Los científicos saben que existen no porque puedan ver un agujero real, sino porque el tremendo aprieto gravitatorio de un agujero negro afecta las órbitas de las estrellas y el gas cercanos. Otra pista es la radiación detectable emitida cuando el gas que se está aspirando se sobrecalienta. De hecho, estas fuertes emisiones de rayos X llevaron al descubrimiento del primer agujero negro, Cygnus X-1 en la constelación Cygnus, en 1964.
Si todo esto suena como ciencia ficción, sigue leyendo. Es solo la punta del iceberg cósmico. Como los científicos están descubriendo, los agujeros negros son incluso más extraños que la ciencia ficción. Aquí hay siete misterios para reflexionar.
1. Los agujeros negros distorsionan el tiempo y el espacio a su alrededor.
Si tuvieras que volar cerca de un agujero negro, su atracción gravitatoria extrema disminuiría el tiempo y deformaría el espacio. Sería tirado cada vez más cerca, uniéndose gradualmente a un disco de acreción de material espacial en órbita (estrellas, gases, polvo, planetas) en espiral hacia el horizonte de sucesos o "punto de no retorno". Una vez que cruzases este límite, la gravedad vencería a todos posibilidades de escapar y estarás sobreexcitado, o "spaghettified" : espaguetificación mientras te sumerges hacia la singularidad en el centro del agujero negro - un punto inconcebiblemente pequeño con una masa monstruosa donde la gravedad y la densidad teóricamente se acercan infinitamente y el espacio tiempo curva infinitamente. En otras palabras, serás engullido y aniquilado en un lugar que desafía por completo las leyes de la física tal como las entendemos.
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2. Los agujeros negros vienen en tamaños miniatura, mediano y mamut.
Los agujeros negros de masa estelar de tamaño medio son el tipo más común. Se forman cuando una estrella moribunda masiva, o supernova, explota y el núcleo restante colapsa por el peso de su propia gravedad. Finalmente, se comprime en una singularidad pequeña e infinitamente densa que forma el centro. En verdad, entonces, los agujeros negros no son realmente agujeros, sino puntos de materia altamente compactada con huellas gravitacionales descomunales. Los agujeros negros de masa estelar típicamente pesan aproximadamente 10 veces más que nuestro sol, aunque los científicos han descubierto algunos que son significativamente más grandes.
Los agujeros negros supermasivos son los más grandes del universo, algunos con masas miles de millones de veces las de nuestro sol. Los científicos no entienden completamente cómo se forman, pero estos enormes cegadores de la mente celestiales pueden haber aparecido poco después del Big Bang y se cree que existen en el centro de cada galaxia, incluso las más diminutas. Nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, gira en espiral alrededor de Sagittarius A * (o Sgr A *), que contiene una masa de alrededor de 4 millones de soles.
Los investigadores también descubrieron recientemente agujeros negros furtivos que parecen devorar materiales y gases a un ritmo más lento, lo que significa que se emiten menos rayos X por lo que son más difíciles de detectar. Los astrónomos también creen que hay pequeños agujeros negros primordiales formados en los segundos posteriores al Big Bang. Estos mini-misterios aún no se han observado, pero el más pequeño puede ser más minúsculo que un átomo (pero con la masa de un asteroide), y el universo puede estar repleto de ellos.
Agujero negro supermasivo Sagitario A * (centro) se encuentra en el corazón de nuestra galaxia Vía Láctea. Esta imagen, tomada con el telescopio espacial del Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA, muestra ecos de luz (circulados) a partir de un reciente estallido de rayos X. (Crédito de la imagen: NASA / Wikimedia Commons)
3. Hay demasiados agujeros negros para contar.
Se cree que la galaxia de la Vía Láctea sola alberga unos 100 millones de agujeros negros de masa estelar, además de un supergigante Sgr A * en su corazón. Con 100 mil millones de galaxias, cada una con 100 millones de agujeros negros de masa estelar y un monstruo supermasivo central (sin mencionar que se están descubriendo otros tipos), es como tratar de contar granos de arena.
4. Los agujeros negros devoran cosas, y regularmente las escupen.
Los agujeros negros, tranquilos, no vagan por el universo como depredadores hambrientos, acechando planetas y otras presas espaciales para cenar. Más bien, estas bestias celestiales se dan un festín con material que orbita demasiado cerca, como esta desafortunada estrella que los científicos han visto tragarse durante la última década (la comida más larga de agujeros negros jamás registrada). La buena noticia es que la Tierra no está en curso de colisión con ningún agujero negro conocido.
Pero solo porque es poco probable que nos desaprovechen, no significa que no debemos preocuparnos. Eso es porque Sgr A * (y presumiblemente otros monstruos supermasivos) de vez en cuando lanzan "bolas de saliva" del tamaño de un planeta que algún día podrían hacernos.
¿Cómo escapan las bolas de saliva las garras de un agujero negro? En realidad, están hechos de materia que se desliza del disco de acreción antes de pasar al punto de no retorno y se une en pedazos. En el caso de Sgr A *, estas piezas pesadas son arrojadas a nuestra galaxia a una velocidad de hasta 20 millones de millas por hora. Aquí esperamos que nunca se acerque demasiado a nuestro sistema solar.
5. Los agujeros negros supermasivos también dan origen a estrellas y determinan cuántas estrellas recibe una galaxia.
Del mismo modo que los fragmentos del tamaño de un planeta se expulsan del disco de acreción, un descubrimiento reciente muestra que los gigantescos agujeros negros a veces liberan suficiente material para formar nuevas estrellas. Aún más notable, algunos incluso aterrizan en el espacio profundo, mucho más allá de su galaxia de origen.
Y un nuevo estudio en la revista Nature, publicado en enero, sugiere que los agujeros negros supermasivos no solo crean nuevas estrellas, sino que controlan cuántas estrellas alcanza una galaxia, lo que afecta directamente la rapidez con que se apaga el proceso de formación estelar. La formación de estrellas, tal vez de forma extraña, se detiene más rápidamente en las galaxias con agujeros negros más pequeños, por así decirlo, en el centro.
Obtenga más información acerca de la formación de estrellas agujero negro aquí:
6. Es posible mirar al abismo.
El nuevo Event Horizon Telescope, impulsado por nueve de los telescopios de mayor resolución del mundo, recientemente tomó fotos de los horizontes del evento que rodean dos agujeros negros. Uno es nuestro propio Sgr A * y el otro es un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia Messier 87, a 53 millones de años luz de distancia. Puede ser 2018 antes de que las imágenes estén completamente desarrolladas, pero la sesión de fotos debería confirmar o refutar las predicciones sobre cómo son los agujeros negros y las leyes de la física que los manejan.
7. Sin embargo, otro cabezal negro-scratcher ...
Los astrónomos en Sudáfrica recientemente se toparon con una región del espacio lejano donde los agujeros negros supermasivos en varias galaxias están alineados en la misma dirección. Es decir, sus emisiones de gas se disparan como si estuvieran sincronizadas por diseño. Las teorías actuales no pueden explicar cómo los agujeros negros de hasta 300 millones de años luz de diferencia parecen estar actuando en concierto. De hecho, la única forma en que es posible, dicen los investigadores, es si estos agujeros negros giran en la misma dirección, algo que puede haber ocurrido durante la formación de galaxias en el universo temprano.
Nota del editor: esta historia fue escrita originalmente en abril de 2017 y se ha actualizado con nueva información.
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