Todos estamos fascinados con agujeros negros. Les preguntamos a los astrónomos sobre ellos, los leemos en las noticias y aparecen en programas de televisión y películas. Sin embargo, a pesar de toda nuestra curiosidad acerca de estas bestias cósmicas, todavía no sabemos todo sobre ellas. Ignoran las reglas al ser difíciles de estudiar y detectar. Los astrónomos aún están descubriendo la mecánica exacta de cómo se forman los agujeros negros estelares cuando mueren estrellas masivas.
Todo esto se hace más difícil por el hecho de que no hemos visto un agujero negro de cerca. Acercarse a uno (si pudiéramos) sería muy peligroso. Nadie sobreviviría incluso a un roce cercano con uno de estos monstruos de alta gravedad. Entonces, los astrónomos hacen lo que pueden para comprenderlos desde la distancia. Ellos usan ligero (emisiones visibles, de rayos X, radio y ultravioleta) que provienen de la región alrededor del agujero negro para hacer algunas deducciones muy astutas sobre su masa, giro, su chorro y otras características. Luego, introducen todo esto en programas de computadora diseñados para modelar la actividad de los agujeros negros. Los modelos de computadora basados en datos de observación reales de agujeros negros los ayudan a simular lo que sucede en los agujeros negros, particularmente cuando uno engulle algo.
Lo que nos muestra un modelo de computadora
Digamos que en algún lugar del universo, en el centro de una galaxia como nuestra Vía Láctea, hay un agujero negro. De repente, un intenso destello de radiación se ensancha desde el área del agujero negro. ¿Lo que ha sucedido? Una estrella cercana se ha metido en el disco de acreción (el disco de material en espiral en el agujero negro), cruzó el evento horizonte (el punto gravitacional sin retorno alrededor de un agujero negro), y se ve desgarrado por la intensa gravedad Halar. Los gases estelares se calientan a medida que se tritura la estrella. Ese destello de radiación es su última comunicación con el mundo exterior antes de perderse para siempre.
La firma de radiación de Tell-Tale
Esas firmas de radiación son pistas importantes de la existencia misma de un agujero negro, que no emite ninguna radiación propia. Toda la radiación que vemos proviene de los objetos y materiales a su alrededor. Por lo tanto, los astrónomos buscan las señales de radiación reveladoras de la materia que es engullida por los agujeros negros: rayos X o emisiones de radio, ya que los eventos que los emiten son muy enérgicos.
Después de estudiar los agujeros negros en galaxias distantes, los astrónomos notaron que algunas galaxias de repente se iluminan en sus núcleos y luego se atenúan lentamente. Las características de la luz emitida y el tiempo de atenuación se conocieron como firmas de discos de acreción de agujeros negros que comen estrellas cercanas y nubes de gas, emitiendo radiación.
Los datos hacen el modelo
Con suficientes datos sobre estos brotes en el corazón de las galaxias, los astrónomos pueden usar supercomputadoras para simular las fuerzas dinámicas que funcionan en la región alrededor de un agujero negro supermasivo. Lo que han encontrado nos dice mucho sobre cómo funcionan estos agujeros negros y con qué frecuencia iluminan sus anfitriones galácticos.
Por ejemplo, una galaxia como nuestra Vía láctea con su agujero negro central podría engullir un promedio de una estrella cada 10,000 años. El destello de radiación de una fiesta así se desvanece muy rápidamente. Entonces, si nos perdemos el programa, es posible que no lo volvamos a ver por mucho tiempo. Pero hay muchas galaxias. Los astrónomos estudian la mayor cantidad posible para buscar explosiones de radiación.
En los próximos años, los astrónomos se verán inundados con datos de proyectos como Pan-STARRS, GALEX, la Fábrica Transitoria de Palomar y otras próximas encuestas astronómicas. Habrá cientos de eventos en sus conjuntos de datos para explorar. Eso realmente debería aumentar nuestra comprensión de los agujeros negros y las estrellas a su alrededor. Los modelos de computadora continuarán jugando un papel importante en profundizar en los misterios continuos de estos monstruos cósmicos.