G2: Sorteando un agujero negro

Esta imagen del VLT (Very Large Telescope de ESO) me parece realmente espectacular,  muestra el movimiento de una nube de gas y polvo en su acercamiento y alejamiento por el agujero negro supermasivo de nuestra galaxia, a esta nube de polvo se la llama “G2”. Podemos ver en la imagen la posición de la nube en los años 2006, 2010, 2012 y 2014. A las imágenes se les ha dado color para mostrar el movimiento de la nube: rojo (el objeto se aleja) y azul (el objeto se acerca). La cruz marca la posición del agujero negro supermasivo. Por lo que se puede apreciar con esta composición de imágenes es que la nube de polvo sobrevivió al paso cercano por el agujero negro.

G2_agujeronegro  Imagen de: ESO/A. Eckart, rótulos Mi Universo Blog

Se cree que esta nube de polvo ha sobrevivido a su paso porque no lo haría a la distancia necesaria como para ser engullido por el agujero negro y a que tal vez se trate de un objeto mucho más masivo y no una simple nube de gas y polvo. G2 no parece haber sido estirada de manera significativa, por lo que se cree que es un objeto muy compacto. Lo más probable es que sea una estrella joven con un núcleo masivo que sigue acretando material. El agujero negro en sí aún no ha mostrado ningún aumento de actividad. De todas formas nuevas observaciones darán luz sobre este enigmático objeto G2 y su paso cerca de  Sagitario A.

Captura  Posición del agujero negro supermasivo de nuestra galaxia (Sagitario A)

*Hablemos un poquito de agujeros negros: ¿qué es un agujero negro? Un agujero negro es una región finita del espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de ella.

Se define también como una ROTURA DEL ESPACIO-TIEMPO

La curvatura del espacio-tiempo es una de las principales consecuencias de la teoría de la relatividad general de acuerdo con la cual la gravedad es efecto o consecuencia de la geometría curva del espacio-tiempo. Los cuerpos dentro de un campo gravitatorio siguen una trayectoria espacial curva, aún cuando en realidad pueden estar moviéndose según líneas de universo lo más “rectas” posibles a través un espacio-tiempo curvado.

Captura

Imaginemos que estiramos una sabana, y estirada dejamos en su centro una bola de hierro. La sabana se hundirá por el peso de la bola, ese hundimiento del espacio lo genera la gravedad, es espacio se deforma, sí ahora dejamos sobre la sábana otra bola más pequeña será atraída hacia la más grande ya que el espacio se ha deformado y cae hacia ella. La gravedad genera en el espacio esos pozos, cuando se rompe ese espacio se produce un agujero negro.

Captura

Sí nuestro Sol concentrara toda su masa hasta unos 3 km de diámetro. En ese punto la luz se retendría  debido a la enorme gravedad. Sí este corazón estelar se comprime hasta que tenga densidad infinita y volumen cero estaremos ante un agujero negro. Se genera un singularidad y  un agujero negro. Se produce la rotura del espacio y del tiempo.

Captura

La gravedad de un agujero negro, provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada,llamada horizonte de sucesos. Esto es previsto por las ecuaciones de campo de Einstein. El horizonte de sucesos separa la región del agujero negro del resto del universo y es la superficie límite del espacio a partir de la cual ninguna partícula puede salir, incluyendo los fotones. Dicha curvatura es estudiada por la relatividad general, la que predijo la existencia de los agujeros negros y fue su primer indicio.

Captura

No todas las estrellas se acaban convirtiendo en agujeros negros. Podemos saberlo a partir de la masa del sol:

-Sí una estrella es menor en 1.4 veces la masa del Sol se convertiría en una enana blanca.

-Sí la masa se haya entre 1.4Ms y 3Ms se convertiría en una estrella de neutrones alcanzando altas densidades, estas estrellas son las causantes de los pulsares (altas rotaciones emitiendo energía electromagnética).

-Sí la estrella tiene una masa superior a 3Ms el colapso de la misma la convertirá en un agujero negro.

¿Porque no puede escapar la luz de un agujero negro?

-Nada puede superar la velocidad de la luz, para escapar es necesario superar la velocidad de escape de un agujero negro que es superior a la velocidad de la luz.

Captura

Si en esa formula cambiamos v por la velocidad de la luz y despejamos R, obtenemos el radio de Scwarzschild, que nos da el radio del horizonte de sucesos. Cuanto mayor masa tenga una estrella y menor radio tendrá muchas posibilidades de convertirse en un agujero negro.

Partes de un agujero negro:

Captura

Tipos de agujeros negros:

Agujeros negros supermasivos: con masas de varios millones de masas solares. Se hallarían en el corazón de muchas galaxias. Se forman en el mismo proceso que da origen a los componentes esféricos de las galaxias.

Agujeros negros de masa estelar. Se forman cuando una estrella de masa 2,5 veces mayor que la del Sol se convierte en supernova e implosiona. Su núcleo se concentra en un volumen muy pequeño que cada vez se va reduciendo más. Este es el tipo de agujeros negros postulados por primera vez dentro de la teoría de la relatividad general.

Micro agujeros negros. Son objetos hipotéticos, algo más pequeños que los estelares. Si son suficientemente pequeños, pueden llegar a evaporarse en un período relativamente corto mediante emisión de radiación de Hawking.

Como los detectamos:

-Se detectan por la alta emisión de radiación que realizan y por las altas velocidades de las estrellas que los rodean.

Comparación de la masa de diversos agujeros negros:

Explosión de una supernova y formación de un agujero negro:

Realmente son unos objetos fascinantes!

Captura

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