Partes de un agujero negro

Agujero negro estelar

“Ver un agujero negro” ha sido un deseo largamente acariciado por muchos astrónomos, pero ahora, gracias a los proyectos Event Horizon Telescope (EHT) y Global mm-VLBI Array (GMVA), puede dejar de ser sólo un sueño. Para hacer posible la imagen de la sombra del horizonte de sucesos de Sagitario A*, se han movilizado muchos investigadores y tecnologías de vanguardia, porque obtener una imagen de un agujero negro no es tan fácil como sacar una foto con una cámara normal.

En la VLBI, cada antena está equipada con un reloj atómico extremadamente preciso para registrar el momento en que se reciben las señales de radio del objeto objetivo. Los datos recogidos se sintetizan utilizando los tiempos como referencia, de modo que el tiempo de llegada de las ondas de radio a cada antena puede ajustarse con precisión.

Pero este proceso no siempre es sencillo porque la atmósfera terrestre bloquea una determinada gama de longitudes de onda. Varios tipos de moléculas, como el vapor de agua, absorben una fracción de las ondas de radio que atraviesan la atmósfera, siendo las longitudes de onda más cortas las más susceptibles de ser absorbidas. Para minimizar el efecto de la absorción atmosférica, los radiotelescopios se construyen en lugares altos y secos, pero aun así no son completamente inmunes al efecto.

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La estructura básica de un agujero negro consiste en una singularidad oculta por un horizonte de sucesos. Dentro del horizonte de sucesos, la velocidad de escape ( vesc ) supera la velocidad de la luz ( c ) y un objeto queda atrapado para siempre. Fuera del horizonte de sucesos, vesc < c y el objeto puede escapar.

La existencia de estos objetos se sugirió por primera vez a finales del siglo XVIII. Sin embargo, fue Karl Schwarzschild (1873-1916), un astrónomo alemán, quien básicamente desarrolló la idea moderna de un agujero negro. Utilizando la teoría de la relatividad general de Einstein, Schwarzschild descubrió que la materia comprimida hasta un punto (lo que ahora se conoce como singularidad) quedaría encerrada en una región esférica del espacio de la que nada podría escapar. El límite de esta región se denomina horizonte de sucesos, nombre que significa que es imposible observar cualquier suceso que tenga lugar en su interior (ya que la información no puede salir).

Para un agujero negro no giratorio, el radio del horizonte de sucesos se conoce como radio de Schwarzschild, y marca el punto en el que la velocidad de escape del agujero negro es igual a la velocidad de la luz. En teoría, cualquier masa puede comprimirse lo suficiente como para formar un agujero negro. El único requisito es que su tamaño físico sea inferior al radio de Schwarzschild. Por ejemplo, nuestro Sol se convertiría en un agujero negro si su masa estuviera contenida en una esfera de unos 2,5 km de diámetro.

Karl schwarzsc…

Agujero negro de PerseoUna vista de la región central del cúmulo de galaxias de Perseo, uno de los objetos más masivos del universo, muestra los efectos que puede tener un agujero negro relativamente pequeño pero supermasivo a millones de kilómetros de su núcleo. Los astrónomos que estudian esta foto, tomada por el Observatorio de Rayos X Chandra, determinaron que las ondas sonoras emitidas por la ventilación explosiva alrededor del agujero negro están calentando la zona circundante e inhibiendo el crecimiento estelar a unos 300.000 años luz de distancia. “En términos relativos, es como si una fuente de calor del tamaño de una uña afectara al comportamiento de una región del tamaño de la Tierra”, dijo Andrew Fabian, de la Universidad de Cambridge.

Partes del diagrama de un agujero negro

Agujero negro: región del espaciotiempo definida matemáticamente que presenta una atracción gravitatoria tan fuerte que ninguna partícula o radiación electromagnética puede escapar de su interior. La teoría de la relatividad general predice que una masa suficientemente compacta puede deformar el espaciotiempo hasta formar un agujero negro. El límite de la región de la que no es posible escapar se denomina horizonte de sucesos. Aunque cruzar el horizonte de sucesos tiene un enorme efecto sobre el destino del objeto que lo cruza, no parece tener características localmente detectables. En muchos sentidos, un agujero negro actúa como un cuerpo negro ideal, ya que no refleja la luz. Además, la teoría cuántica de campos en el espaciotiempo curvo predice que los horizontes de sucesos emiten radiación Hawking, con el mismo espectro que un cuerpo negro de una temperatura inversamente proporcional a su masa. Esta temperatura es del orden de milmillonésimas de kelvin para agujeros negros de masa estelar, lo que hace que sea esencialmente imposible de observar.