Hoyos Negros ¿Por qué es importante la imagen de Sagitario A*?

Sin lugar a dudas, uno de los objetos celestes que más curiosidad nos causan son los hoyos negros o agujeros negros. Aún nos falta mucho por conocer sobre estos misteriosos objetos. Hasta hace muy poco, un equipo internacional obtuvo  las primeras imágenes de su entorno inmediato; lo que antes nos parecía impensable.

John Archibald Wheeler popularizó el término agujero negro en 1968 y se refiere a un objeto con una fuerza de gravedad tan grande que nada puede escapar de él, ni siquiera la luz.

Por ejemplo, los cohetes cuando van al espacio desde la superficie de nuestro planeta necesitan una velocidad de al menos 11.19 km/seg para vencer el “jalón de la fuerza de gravedad de la Tierra”. Para dejar la superficie lunar, un objeto necesita una velocidad mínima de 2.38 km/seg.

Y desde la superficie del Sol, cualquier objeto necesitaría una velocidad igual o superior a 617.7 km/seg. A esta velocidad se le conoce como velocidad de escape. Los agujeros negros son regiones donde la concentración de masa es tan elevada que genera una fuerza de gravedad tan intensa, que ninguna partícula ni la luz logra escapar de su atracción. La velocidad de la luz, la mayor que existe en la naturaleza es de 300,000 km/s.

Hace más de un siglo, el físico Albert Einstein intuyó la existencia de los hoyos negros como  consecuencia de la teoría de la relatividad general.

Durante décadas los astrónomos han trabajado en la búsqueda de estos objetos. Para ubicarlos, han observado las órbitas de miles de estrellas y nubes de gas y polvo que giran en torno de objetos que no se pueden ver porque no emiten luz y, por lo tanto, han deducido que son agujeros negros. Hasta 2019, estos objetos sólo eran una propuesta teórica que ni siquiera el mismo Einstein estuvo seguro de su existencia.

Actualmente, se sabe que los agujeros negros están rodeados de una especie de órbita llamada “horizonte de eventos” que bordea la superficie esférica de la que nada puede escapar. Si la materia que atrae el hoyo negro llega al horizonte de eventos, no tiene escapatoria ya que requeriría una velocidad de escape mayor a de la luz.

Los hoyos negros

Existen distintos tipos de hoyos negros. Unos de los más conocidos son los que se forman cuando las estrellas que contienen por lo menos 20 veces la masa del Sol agotan el combustible de su núcleo y colapsan, formando un agujero negro.

Otros son los llamados supermasivos, que contienen entre cientos de miles a miles de millones de masas solares. Se encuentran en los centros de las galaxias masivas, como la nuestra, explica la doctora Julieta Fierro, investigadora del Instituto de Astronomía de la UNAM.

Aclara que los hoyos negros supermasivos se forman por la fusión de otros hoyos negros, estrellas y gas, ya que en los núcleos de las galaxias masivas existe una mayor densidad de materia, que en el plano de la galaxia, dónde están los brazos.

Imágenes que sorprendieron al mundo

Fue hasta 2019 que un grupo de astrónomos logró por primera vez la fotografía del material de la orilla del horizonte de eventos de un hoyo negro. Este se ubica en el centro de la enorme galaxia M87 que se encuentra a 60 millones de años luz de nosotros. Este agujero negro tiene una masa de alrededor de 6,500 millones de veces mayor la del Sol y un diámetro aproximado de 18,000 kilómetros; equivalente la mitad del diámetro de la órbita de Mercurio. En comparación un hoyo negro de una masa solar tiene un diámetro de 6 kilómetros.

Los astrónomos del equipo del proyecto Event Horizon Telescope (ETH) repitieron esta hazaña en el 2022, al presentar la imagen del hoyo negro conocido como Sagitario A*, ubicado en el centro de nuestra Galaxia, cuya parte visible es la Vía Láctea. Se encuentra a 27,000 años luz de la Tierra y tiene cuatro millones de veces la masa del Sol. Muchísimo menor que el ubicado en la galaxia M87, afirma la investigadora.

Este trabajo fue posible gracias a una colaboración internacional, donde participaron investigadores de muchos países y de diferentes instituciones. Se realizó sincronizando varios radio telescopios situados en distintas partes del mundo, como Asía, Estados Unidos, América del Sur, entre otros. Estos telescopios funcionaron como si fuera uno solo, y se alcanzó un diámetro casi del tamaño de la Tierra, 10 mil kilómetros.

México participó en este esfuerzo con el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano, que se encuentra en el volcán de la Sierra Negra en Puebla, es la cuarta cumbre más elevada de México, comenta la astrónoma.

¿Por qué es importante tener una imagen de Sagitario A*?

Con las imágenes obtenidas, se corrobora la predicción de la teoría de la relatividad general formulada por Albert Einstein, hace más de cien años y los hoyos negros dejan de ser una propuesta teórica para pasar hacer una realidad.

Además, conocer las características del hoyo negro de nuestra galaxia nos permite entender mejor los fenómenos astronómicos que suceden en su entorno.

Por ejemplo, se observó que Sagitario A* está capturando una cantidad considerable de materia que se pudo observar antes de que cruzara el horizonte de eventos.

Con el estudio de las ondas gravitacionales que producen los hoyos negros cuando se fusionan o con las imágenes que se han conseguido recientemente, podremos conocerlos con mayor detalle y se podrán despegar muchas de las incógnitas que aún existen sobre estos misteriosos objetos, y al mismo tiempo surgirán nuevas preguntas porque entre más sabemos, más queremos conocer, asegura Julieta Fierro.