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Un enorme agujero negro roza la velocidad de la luz

Un nuevo estudio calcula la rapidez a la que gira el agujero negro en el centro de una galaxia. “Si te pudieses acercar lo suficiente podrías recorrer 40 millones de kilómetros en unos dos minutos”, dice un experto

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Recreación artística de un agujero negro supermasivo. / NASA

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En el centro de todas las galaxias hay un descomunal agujero negro cuyo tamaño equivale a millones e incluso miles de millones de estrellas como el Sol. Estos monstruos cósmicos son la mayor fuerza de destrucción del universo, capaces de tragarse estrellas enteras si estas se acercan demasiado. Los datos sobre estos objetos no son muy abundantes porque, en pocas palabras, son invisibles. Sin embargo los astrónomos llevan décadas conociéndolos mejor por los rastros que dejan a su alrededor, como por ejemplo grandes discos de gas a altísimas temperaturas que provocan los fenómenos más luminosos del universo. Estudios recientes han mostrado que estos feroces agujeros negros no son sólo máquinas de destrucción, sino que también favorecen la evolución de galaxias como la nuestra y, por tanto, contribuyen a que haya planetas con vida.

Un equipo de astrónomos europeos y estadounidenses ha hecho ahora una de las mediciones más precisas de un dato clave sobre un agujero negro: su velocidad de rotación. Esto es fundamental para aclarar cómo evolucionan las galaxias en torno a estos pozos de los que ni siquiera la luz puede escapar. Los nuevos datos, publicados hoy en Nature, confirman que algunos agujeros negros supermasivos (los que ocupan el centro galáctico) pueden ser los objetos que más rápido giran en todo el universo y que esa rotación puede ser clave para entender la vida de las galaxias.

“La energía rotacional de este agujero negro equivale a la rotación de 1.000 millones de estrellas como el Sol durante 1.000 millones de años”

El trabajo, realizado gracias a dos telescopios espaciales, uno europeo y otro de EEUU, se ha centrado en el agujero negro que hay en el centro de NGC 1365, una galaxia en espiral a 56 millones de años luz de la Tierra. Las observaciones de los rayos X que emite el agujero indican que está girando a al menos un 84% la velocidad máxima que teóricamente puede alcanzar un objeto así, aunque es posible que esté girando incluso al 97%. Esto genera una fuerza a la que es imposible resistirse.

40 millones de kilómetros en dos minutos

“La energía rotacional de este agujero negro equivale a la rotación de 1.000 millones de estrellas como el Sol durante 1.000 millones de años”, explica a Materia Guido Risaliti, investigador del Observatorio Astrofísico de Arcetri (Italia) y coautor del estudio. “Si te acercases lo suficiente estarías muerto y reventado, pero olvidando esto, llegaría un momento en el que no podrías permanecer quieto, el agujero te arrastraría y comenzarías a girar con él a una velocidad equivalente a una fracción de la velocidad de la luz”, detalla el astrofísico.

Todos los agujeros negros tienen un límite llamado horizonte. Todo lo que cruza ese límite desaparece dentro del agujero. “El horizonte de este agujero negro debe tener una circunferencia de unos 40 millones de kilómetros, una distancia que, arrastrado por su rotación a casi la velocidad de la luz, se podría recorrer en unos dos minutos”, calcula Carlos Sopuerta, investigador del Instituto de Ciencias del Espacio (IEEC-CSIC).

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El telescopio espacial de rayos X NuSTAR / Nasa

La rotación detectada no ha sorprendido a los astrónomos. Estudios anteriores habían medido ya el giro de unos 20 o 30 agujeros negros y muchos de ellos eran extraordinariamente rápidos, señala Risaliti. Lo que diferencia al nuevo estudio es su precisión. Las medidas tomadas desde hace 15 años  asumían lo que dice la teoría de la relatividad de Einstein, es decir, que la luz se curva debido a la gravedad del agujero negro y cambia de color”, explica Risaliti “Nosotros, en cambio, no asumimos nada, simplemente observamos”, añade.

Festival caníbal

Para ello usaron dos observatorios espaciales, el veterano XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, lanzado en 1999, y el NuSTAR de la NASA, lanzado el verano pasado. NuSTAR es capaz de observar rayos X en un rango mucho más amplio que cualquier otro instrumento. Esto ha permitido observar los rayos X que emite el gran agujero negro de la galaxia NGC 1365 y confirmar que la luz se deforma tal y como predijo Einstein y asumieron los estudios anteriores.

Esos rayos X salen reflejados del cinturón de polvo y gas que rodea el agujero negro y que este va tragando. Las partes que quedan fuera y más cerca de su horizonte giran al ritmo que marca el agujero, por lo que se calientan hasta temperaturas de “miles o decenas de miles de grados”, generando más luminosidad, explica Sopuerta. La observación de los rayos X  que salen reflejados de ese cinturón permiten determinar con precisión la velocidad de rotación de la materia en torno al agujero.

La observación ha permitido confirmar que la luz se deforma tal y como predijo Einstein

Apenas se sabe cómo el mismo agujero negro que puede devorar estrellas contribuye al desarrollo de la galaxia a su alrededor. Una hipótesis dice que el agujero se formó de golpe, después de uno o unos pocos y descomunales atracones de materia. Tras engullir gas, estrellas e incluso otros agujeros negros, el agujero negro central adquiriría la rotación de la materia que se tragó y por eso giraría tan rápido como lo hace.

Los datos de Risaliti parecen confirmar que esos atracones de materia son los responsables de la formación de agujeros negros supermasivos que giran tan rápido como el observado, señala un comentario al estudio de Nature realizado por el astrónomo Christopher Reynolds, de la Universidad de Maryland. Esos atracones permitirían a su vez que la galaxia siguiese creciendo, formando estrellas recién nacidas. “Llegado un punto”, apunta Risaliti, “el entorno del agujero se calienta a muy altas temperaturas y previene la formación de estrellas”. La galaxia entra así en una nueva fase de su vida en la que ya no crecerá hasta que su agujero negro lo vuelva a permitir.


REFERENCIA

'A rapidly spinning supermassive black hole at the centre of NGC 1365' doi.org/10.1038/nature11938


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