¿Cuántos agujeros negros hay en toda la galaxia?

Los astrónomos estiman que aproximadamente 100 millones de agujeros negros vagan entre las estrellas de nuestra galaxia, la Vía Láctea, pero hasta ahora nunca habían identificado de manera concluyente un agujero negro solitario.

Se calcula que hay unos cien millones de agujeros negros estelares en la Vía Láctea, pero hasta ahora solo se ha detectado una pequeña parte, muchos de los cuales a partir de las ondas gravitacionales.

Han descubierto quizás una docena o dos de probables agujeros negros de masa estelar en nuestra galaxia, la Vía Láctea (y otro en una galaxia satélite), además de unos cuantos agujeros negros de masa intermedia en la Vía Láctea y otras galaxias.

Con la ayuda del telescopio de Gemini Norte en Hawai, uno de los telescopios gemelos del Observatorio Internacional Gemini, que opera NOIRLab de NSF y AURA, los astrónomos descubrieron el agujero negro más cercano a la Tierra, el que fue denominado como Gaia BH1.

Los astrónomos creen que los agujeros negros supermasivos se encuentran en el centro de prácticamente todas las galaxias grandes , incluso de nuestra propia Vía Láctea. Los astrónomos pueden detectarlos observando sus efectos en las estrellas y el gas cercanos. Este gráfico muestra las masas relativas de objetos cósmicos superdensos.

Este proceso acaba por reunir una fuerza de atracción tan fuerte que atrapa hasta la luz en éste. Este proceso comportaría la emisión de un número elevado de neutrinos. El resultado final es una estrella de neutrones.

Los agujeros negros son cadáveres de estrellas gigantes. Cuando una estrella se queda sin combustible, colapsa hacia dentro. La gravedad lo atrae todo con una fuerza cada vez mayor, la temperatura alcanza cien mil millones de grados, los átomos se rompen, los electrones quedan destrozados, y todo se aplasta aún más.

Primero, no podemos examinar físicamente cada galaxia espiral del Universo para estar completamente convencidos de ese hecho. En segundo lugar, la teoría nos dice que no es necesario que las galaxias contengan agujeros negros centrales: seguirán manteniéndose unidas como galaxias sin ellos .

Hay cuatro tipos de agujeros negros: estelares, intermedios, supermasivos y miniatura . La forma más conocida de formación de un agujero negro es mediante la muerte estelar. A medida que las estrellas llegan al final de sus vidas, la mayoría se inflará, perderá masa y luego se enfriará para formar enanas blancas.

Si fueses el astronauta que cae en el agujero negro lo verías “cada vez más grande” a medida que te vas acercando. “Los agujeros negros producen una extraña deformación de la luz que los hace parecer más grandes de lo que parecen”, señala. “Tendrás toda la luz del universo doblada en tus ojos, por un breve momento”.

Si el agujero negro se evapora a través de la radiación de Hawking, un agujero negro supermasivo con una masa de 10¹¹ (100 mil millones) de masas solares se evaporará en aproximadamente 2 × 10¹⁰⁰ años.

En los años 70, el astrofísico Stephen Hawking predijo que un agujero negro podría emitir espontáneamente pares de partículas. Según su teoría, una de ellas sería tragada por el agujero pero la otra escaparía hacia fuera, lo que un observador externo vería como una emisión espontánea de radiación por parte del agujero.

Si la Tierra tuviera la desgracia de encontrarse con un agujero negro o simplemente de que uno se acercara demasiado a él, nuestro planeta quedaría irrevocablemente destruido . Este es un escenario extremadamente improbable, pero tenemos todo el tiempo del Universo para esperarlo.

Así pues, se estima que los agujeros negros más masivos o supermasivos, millones de veces más masivos que nuestro sol, podrían tener una temperatura de 1.4 x 10 elevado a -14 grados Kelvin. Esto es muy bajo, casi cero absoluto.

Hoy en día, la mayoría de los astrónomos creen que los quásares, las radiogalaxias y los centros de las llamadas galaxias activas son simplemente visiones diferentes de más o menos el mismo fenómeno: un agujero negro del que salen chorros energéticos desde dos lados . Cuando el rayo se dirige hacia nosotros vemos el brillante faro de un quásar.

En mayo de 2022, los científicos revelaron la primera imagen histórica del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia: Sagitario A*.

Curiosamente, antes de él siempre se pensó que de los agujeros negros no podía escapar nada. Es decir, cualquier cosa que entrara en aquella gran masa oscura estaría perdida para siempre. Sin embargo, Hawking probó teóricamente que sí había una cosa que podía escapar: la radiación.

Los científicos creen que los agujeros negros eventualmente explotarán , pero tomará mucho, mucho más tiempo que la edad actual del universo para que eso suceda. ¿Cómo será cuando eso suceda? Ése es otro gran misterio.

Se trata de una región finita del espacio-tiempo, visible como objeto celeste con una densidad tal que deforma el espacio, pero que, a diferencia del agujero negro, deja escapar materia y energía en lugar de absorberla. De hecho ningún objeto puede permanecer en el interior de dicha región durante un tiempo infinito.

Los agujeros blancos son los inversos temporales de los negros, en lugar de capturar todo en su interior, lo expulsan. / NASA. Objetos astrofísicos identificados como agujeros negros podrían ser, en realidad, estrellas de gran densidad.

Un cosmólogo explica la alucinante hipótesis de que nuestro universo podría haberse separado de una singularidad de agujero negro en otro universo . No vivimos dentro de un agujero negro, pero eso no descarta la posibilidad de que nuestro universo haya nacido a partir de uno.

Podríamos ser producto de otro universo más antiguo. Llámalo nuestro universo madre. La semilla que este universo madre forjó dentro de un agujero negro puede haber tenido su gran rebote hace 13.800 millones de años, y aunque nuestro universo se ha estado expandiendo rápidamente desde entonces, todavía podríamos estar escondidos detrás del horizonte de sucesos de un agujero negro.

Los astrónomos creen que casi todas las galaxias albergan un agujero negro gigante en su núcleo. Y si bien esos agujeros negros son realmente masivos (pesan millones, o incluso miles de millones de masas solares), son pequeños en comparación con sus galaxias de origen, alcanzando menos del 1% de la masa de una galaxia típica y un volumen mil millones de veces más pequeño.

Sin embargo, su origen sigue siendo un misterio. Es posible que hayan sido creados por el colapso gravitacional de nubes de gas gigantes a partir de las cuales se formaron las galaxias, o por la fusión de muchos agujeros negros más pequeños a lo largo del tiempo . Otra posibilidad es que simplemente haya crecido durante miles de millones de años devorando constantemente estrellas en órbita.

Simulaciones han mostrado que el crecimiento de agujeros negros supermasivos puede calentar a la materia o expulsarla fuera del halo de materia oscura, evitando la formación de estrellas en las galaxias masivas.

¿Cómo se forman los agujeros negros? La mayoría de los agujeros negros son formados por restos condensados de una estrella masiva. En otras palabras: se trata de lo que queda después de la muerte de una estrella grande, con una masa de al menos tres estrellas similares al Sol.

Los agujeros negros pueden aumentar de tamaño al acumular materia, como al tragarse estrellas que se acercan demasiado, o al fusionarse con otros agujeros negros . Para descubrir si estos efectos por sí solos podrían explicar el crecimiento de los agujeros negros supermasivos, el equipo examinó datos que abarcan nueve mil millones de años.