¿Hemos encontrado evidencia de su existencia? – Prensa Libre

¿Hemos encontrado evidencia de su existencia?  - Prensa Libre

Desde la antigüedad, los humanos han tenido curiosidad por explicar los fenómenos más impredecibles y perturbadores del universo.

Aunque el estudio de la astronomía ha sido una constante en todas las civilizaciones, diversos eventos astronómicos de naturaleza más «impredecible», como cometas o eclipses, fueron considerados «presagios de calamidades» y «acciones de personas. Dioses».

Vale la pena recordar la caída del rey sajón Harold II en el año 1066 antes de la invasión normanda de Guillermo el Conquistador y atribuida al mal augurio del paso de un cometa (más tarde bautizado como «Halley»). O cuando durante la Batalla de Simancas (Valladolid) en 939 entre las tropas de León Ramiro II y el Califa Ad al-Rahman, un eclipse solar total provocó el pánico entre las tropas de ambos bandos, retrasando la batalla durante días.

¿Cómo habrían reaccionado nuestros antepasados ​​ante la existencia en el universo de objetos capaces de tragar ¿Algo que les cayó encima, incluida la luz?

Afortunadamente, estos objetos no plantearían ningún problema fundamental para las civilizaciones antiguas ya que están tan lejos de nosotros que solo los instrumentos modernos han podido detectar e incluso fotografía.

En 2019, la colaboración de ocho radiotelescopios ubicados en diferentes partes del mundo hizo posible tomar la primera Foto un agujero negro gigantesco (6.500 millones de veces más masivo que nuestro Sol).

Se encuentra a unos 55 millones de años luz de nosotros (recordemos que un año luz corresponde a una distancia de unos 9,5 billones de kilómetros) en el centro de la galaxia Messier 87 (M87).

Cursiva de la palabra Foto No es una coincidencia: ¿cómo obtener una fotografía de un objeto que capta la luz y, en consecuencia, no sería visto? La respuesta es simple: no estamos observando el objeto en sí, sino los restos de una estrella que literalmente está siendo tragada por el agujero negro.

Esta materia estelar gira a tremendas velocidades alrededor del agujero negro, y su luminosidad puede detectarse cuando alcanza temperaturas del orden de un millón de grados centígrados. Este disco de materia que rodea al agujero negro se llama «disco de acreción» y el «borde» del agujero negro (una vez a través del cual nada puede escapar) es el «horizonte de sucesos».

Imagen de un agujero negro supermasivo ubicado en el centro de la galaxia M87.
flickr.com

En la imagen de arriba, podemos ver el disco de acreción y el horizonte de eventos del agujero negro ubicado en M87. Compare también su tamaño gigantesco con nuestro sistema solar.

Agujeros negros primitivos o primordiales

Una parte considerable de los agujeros negros del universo están formados por el colapso gravitacional de una estrella cuando, en su fase final, gastan todo su combustible: se denominan «agujeros negros estelares». No todas las estrellas generarán agujeros negros al final de su vida: el límite es de al menos tres masas solares.

Existe otro tipo particular de agujero negro, llamado «primitivo o primordial». Como sugiere su nombre, estos se formaron en los primeros momentos de la Big Bang y, en teoría, pueden tener cualquier masa. Su tamaño puede variar desde el de una partícula subatómica hasta varios cientos de kilómetros. Son precisamente los más pequeños los que emiten más radiación.

Pero, ¿cómo es posible este fenómeno si se trata de objetos que “no emiten radiación” y atrapan todo, incluso la luz?

La respuesta fue proporcionada por el físico Stephen Hawking a mediados de la década de 1970. Postuló que los efectos cuánticos cerca del horizonte de sucesos de un agujero negro producirían la emisión de partículas que podrían escapar de él. Es decir, los agujeros negros que no ganan masa por otros medios perderán gradualmente su masa hasta que finalmente se evaporen y desaparezcan.

Stephen Hawking predijo que los agujeros negros emiten radiación, en función de su masa.
flickr.com

Este proceso de emisión de Hawking es más evidente en los agujeros negros de baja masa: el tiempo de evaporación de un agujero negro supermasivo de un millón de masas solares es 36 veces 10 a los 91 segundos (mucho más largo que la edad del universo). Por otro lado, un agujero negro con una masa equivalente a un barco de 1.000 toneladas se evaporaría en unos 46 segundos.

Al final de su vida, estos agujeros negros explotarían en forma de rayos gamma, radiación incluso más intensa que los rayos X.

Captura de un agujero negro primordial de tamaño atómico

¿Seríamos capaces de detectar agujeros del tamaño de un átomo de hidrógeno antes de que se evaporaran por completo?

En un artículo reciente, se sugiere un escenario astrofísico en el que uno de estos agujeros negros de tamaño atómico es capturado por un agujero negro supermasivo.

A medida que el primero se acerca al horizonte de eventos del segundo, la fracción de radiación de Hawking que podemos detectar desde la Tierra disminuye gradualmente, hasta alcanzar el tamaño de un rayo de luz.

La siguiente animación muestra el proceso anterior con más detalle.

«Captura de un agujero negro primordial (de tamaño atómico) por un agujero negro supermasivo»

Este haz es compatible con los estallidos térmicos de rayos gamma (GRB) descubiertos en observatorios astronómicos.

Es decir que estos estallidos térmicos de rayos gamma podrían ser la prueba experimental de la existencia de tan diminutos agujeros negros y que, según diversos estudios, estarían transportando parte de la materia oscura de un universo del que aún nos queda un largo camino por recorrer. ir. a descubrir.La conversación

Oscar del Barco Novillo, profesor asociado en el campo de la óptica, Universidad de murcia

Este artículo apareció originalmente en The Conversation. Lea el original.