Imagen
del centro de la Vía Láctea, donde reside un agujero negro supermasivo y se
acumulan estrellas, polvo y gas. Crédito:
Bruno Gilli /ESO
Un grupo de astrónomos de la Universidad de
Columbia (EE.UU.) ha detectado la presencia de 12
agujeros negros cerca del centro de la Vía Láctea, a su vez, un
agujero negro supermasivo llamado «Sagitario A*» («Sgr A*», para abreviar).
El hallazgo,
logrado gracias a una nueva forma de observación en rayos X, apoya la hipótesis
de que en torno al núcleo galáctico se arremolinan entre 10.000 a 20.000
agujeros negros pequeños o medianos.
«Hemos confirmado una predicción
fundamental de la teoría galáctica: que debe existir un gran
número de agujeros negros concentrados en el parsec (cerca de tres años luz)
central de la Vía Láctea», explica
a ABC Chuck Hailey, director de la investigación y
co-director del Laboratorio de Astrofísica de la Universidad de Columbia.
«Sagitario A*» es un oscuro pozo situado a 26.000
años luz de la Tierra. Se trata de una concentración de masa, situada más allá
de la comprensión de la Relatividad, que equivale a 4,3 millones de
soles. Toda está concentrada en un volumen relativamente pequeño, a
nivel galáctico: su tamaño le permitiría encajar holgadamente dentro del
Sistema Solar puesto que tiene, según algunos autores, un radio de unos 6,25 horas luz (aprox. 1.080.000.000.000 km.), para hacerse
una idea, si lo colocáramos en la posición que ocupa el Sol, la frontera de
«Sagitario A*» llegaría un poco más allá de Plutón.
Representación
de la nube de polvo y gas que rodea a «Sagitario A*» (en el centro). Allí hay
12 parejas de agujeros negros y estrellas. Los primeros se alimentan del gas de
estas y emiten rayos X que se pueden detectar para inferir cuántos agujeros
negros en total hay cerca del centro de la Vía Láctea-Columbia University
Lo interesante en este caso es que en torno a «Sgr
A*» se arremolina un importante halo de gas y polvo. Desde que la Vía Láctea
comenzó a formarse, momento en el que también comenzó a formarse «Sagitario
A*», este gas y este polvo estuvieron tan concentrados que se convirtieron en
el combustible idóneo para la formación de grandes estrellas.
Estas estrellas nacieron, vivieron y murieron, y
eran tan pesadas, que sus cadáveres colapsaron y se transformaron en agujeros
negros. Al menos en teoría.
Los agujeros
invisibles
Durante más de dos décadas los astrofísicos han
buscado pruebas de la presencia de todos los agujeros negros que deberían
haberse creado cerca de «Sgr A*». No ha sido una tarea fácil porque la mayoría
de los agujeros negros están aislados y no emiten ninguna luz: son realmente
oscuros e invisibles.
Pero, ¿por qué se buscan? El motivo fundamental es
que detectarlos permitiría confirmar las teorías sobre cómo se
formaron la Vía Láctea y todas las otras galaxias, mucho más
lejanas y, por tanto, inaccesibles.
Imagen del centro de la Vía Láctea. Los puntos rojos emiten
rayos X y son agujeros negros-Nature y Hailey, et. al.
«Apenas hay cinco docenas de agujeros negros conocidos en
toda la galaxia, que mide 100.000 años luz, y se supone que debe de haber
10.000 o 20.000 de esas cosas en una región – el centro galáctico, cerca de
"Sgr A*» – que apenas mide seis años luz, y que nadie ha podido
encontrar», dice Chuck
Hailey.
Se ha intentado muchas veces, pero hasta ahora no
se han encontrado pruebas sólidas de que allí hubiera un «enjambre» de agujeros
negros. Así que los astrofísicos han tenido que ingeniárselas para buscar una
forma de detectar a estos fantasmas.
Las parejas de
agujeros y estrellas
La forma ha sido buscar a la fracción de estos
agujeros que en el pasado capturaron a una estrella vecina, y quedaron
convertidos así en sistemas binarios. Según dice Hailey, cuando eso ocurre a
veces pasa que el agujero negro roba gas de la estrella compañera y
comienza a «tragársela». Esto libera rayos X de forma constante que se pueden
captar desde la Tierra, pero con una tecnología solo disponible ahora.
«Si podemos
detectar agujeros negros acoplados a estrellas de baja masa –son estas parejas
los que emiten los rayos X que se han detectado ahora– y conocemos qué
proporción de los agujeros negros estarán en estas parejas, podemos inferir de
forma científica cuál es la población de agujeros negros aislados ahí fuera», resume Hailey.
¿Cómo saben cuántos agujeros aislados hay por cada
pareja? Según reconoce Hailey, para responder a eso solo se puede recurrir a
una teoría, basada en observaciones, que dice que, por cada 100 agujeros
negros, cinco forman sistemas binarios que emiten rayos X. Pero, incide: «No creo que el número preciso
sea muy importante. Lo que importa es la diferencia entre "no
tenemos ni idea" y un número grande».
Según el astrofísico, tanto si hubiera 1.000 como
5.000 se trataría de un resultado muy interesante.
Los investigadores recurrieron a los datos captados
por el telescopio espacial de rayos X
Chandra, en busca de las huellas características de los agujeros
negros emparejados con estrellas de baja masa. Así encontraron 12 de estos sistemas binarios en una
distancia de tres años luz de «Sgr A*».
Después, analizaron las propiedades y la
distribución de estos objetos e hicieron unas extrapolaciones según las cuales
debe de haber de 300 a 500 agujeros negros de ese tipo y
10.000 agujeros negros solitarios en torno a «Sagitario A*».
«Probablemente
hay agujeros negros de todas las edades. Algunos podrían haberse formado hace
decenas de miles de millones de años, y otros apenas tener decenas de millones
de años», dice Hailey.
La Vía Láctea, una
más entre las galaxias
Sea como sea, lo cierto es que estos hallazgos
confirman una hipótesis que desde hace dos décadas es clave para comprender el
origen de la Vía Láctea y la evolución de las otras galaxias. «La Vía Láctea es una galaxia
normal y corriente, así que encontrar todos esos agujeros negros
dentro de ella nos dice que la mayoría de las galaxias también rebosan con
grandes números de agujeros negros, lo que es bastante bueno».
Una de las consecuencias prácticas, aparte de lo
interesante que es comprender de dónde
venimos, es que si existen todos esos objetos en el núcleo de las galaxias,
en teoría deberíamos captar el «ruido» que producen en forma de ondas gravitacionales. ¿Será así? ¿Qué
aprenderemos sobre los centros y las historias de las galaxias en las próximas
décadas?
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