¿Qué son los agujeros negros?

Los misteriosos objetos cósmicos que todo lo devoran

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Dos agujeros negros (color magenta) en una lejana galaxia. NASA / JPL-Caltech/DSS

Un agujero negro (también se usa la expresión 'hoyo negro' en México y Chile) es un objeto cósmico cuya enorme gravedad no deja escapar ningún tipo de radiación, ni siquiera la luz.

La muerte de una estrella

Para entender cómo se genera un agujero negro tenemos que conocer la muerte de las estrellas. Cuando la estrella acaba con todo su hidrógeno puede tener dos finales según su tamaño:

  • Si es del mismo tipo que nuestro Sol, una estrella de lo más común, primero se convertirá en una gigante roja para después transformarse de nuevo y convertirse en una enana blanca.
  • Pero si se trata de una estrella grande, muere como supernova, se detienen las reacciones nucleares, el núcleo empujado por la gravedad se colapsa hacia dentro y explota liberando ingentes cantidades de materia y energía al espacio. Acaba su existencia como una densísima estrella de neutrones y en su colapso en un agujero negro.
  • Las estrellas más grandes (de 15 a 20 veces la masa del Sol), cuando colapsan, su núcleo puede convertirse en un agujero negro, un astro con tanta atracción gravitatoria que ni siquiera deja escapar la luz.

Localizando un agujero negro

El agujero negro (enlace en inglés) es una de las consecuencias cosmológicas de la Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein. Agotado el combustible de una estrella supermasiva, la gravedad la convierte en un agujero negro. Los trabajos de Stephen Hawking y Roger Penrose en los años 70 del pasado siglo, dejaron claro que sucedía de esa forma, pero que sí emitía un tipo de radiación como cualquier cuerpo caliente.

Al no emitir radiación electromagnética resulta difícil detectar un agujero negro, por eso apenas eran tomados en serio excepto por los divulgadores y escritores de ciencia ficción. Pero sin embargo, sí podían medirse sus efectos gravitatorios, así que estudiando la influencia del agujero negro sobre los objetos cercanos podían ser localizados.

Un agujero negro en el centro de nuestra galaxia

También la luz resulta distorsionada por un agujero negro, como una lente gravitacional, por lo que también son detectables de este modo.

Recientemente hemos podido ver una animación e imágenes proporcionadas por la Agencia Espacial Europea (ESA) sobre la absorción de materia de un gran planeta o una enana marrón por un agujero negro detectado en una gran lejana galaxia.

Nuestra propia galaxia cuenta con un agujero negro en el centro que absorbe materia.

Tipos de agujeros negros

Los agujeros negros se han clasificado según su masa:

  • supermasivo. Lo forma una masa equivalente a millones de soles y se encontrarían el centro de las galaxias dando forma a los patrones esféricos o espirales de las mismas
  • normales, de masa estelar. Se forman con masas unas 2,5 veces la del sol y es uno de los procesos de transformación de una supernova
  • microagujeros negros. No se ha comprobado su existencia, pero en teoría serían más pequeños e inestables que los convencionales. Entre ellos estarían los primordiales, originados durante los primeros momentos del Big Bang y que todavía existen el universo.

También pueden clasificarse según su carga física

  • agujero negro de Schwarzschild. Ni rota ni tiene carga
  • agujero negro de Reissner-Nordstrøm. Puede poseer carga eléctrica
  • agujero negro de Kerr. Gira, pero no tiene carga
  • agujero negro de Kerr-Newman. Rota y posee carga eléctrica

¿Qué contiene un agujero negro?

Se especula también sobre el contenido de un agujero negro. Existe una teoría en ascenso, según la cual en el interior de un agujero negro se mantiene la entropía de la materia. Esta idea contradice las primeras hipótesis que se desprendían de los trabajos de Stephen Hawking quien estableció que dentro de estos devoradores cósmicos se violaba la Segunda Ley de la Termodinámica.

Esto es, los agujeros negros, cuyas masas distorsionan de una forma considerable el espacio-tiempo a su alrededor poseen un punto central, denominado singularidad, que representa una ruptura del continuo espacio-temporal.

Esta idea permitió especulaciones sobre viajes en el tiempo o saltos hiperespaciales.

El propio Hawking considera en la actualidad que en el agujero negro se mantienen los procesos entrópicos y que por tanto son imposibles los viajes espacio-temporales.

Imágenes de agujeros negros

En la imagen adjunta de la galaxia espiral Caldwell 5 (IC342 a 7 millones de años luz de distancia) se detectan dos puntos magenta que corresponderían a dos agujeros negros normales (si fueran supermasivos habrían caído hacia el centro galáctico). La foto fue realizada por el telescopio espacial NuSTAR capaz de detectar emisiones de rayos X de alta energía (las traducidas a color magenta).

Crédito: NASA / JPL-Caltech/DSS