Los Agujeros Negros

Publicado por ana

Junio 14, 2009

Un agujero negro es una región del espacio en el cual la fuerza gravitacional es tan grande que nada puede escapar a el, incluso la luz es atrapada por dicha fuerza, razón por la cual los agujeros negros no son visibles. La descripción fundamental de un agujero negro está basada en ecuaciones de la teoría de la relatividad, desarrollada por el físico alemán Albert Einstein, y publicada en 1916

Características de los Agujeros Negros

La fuerza gravitacional del agujero negro es tan fuerte porque toda la materia del agujero negro se concentra en un único punto central. Los físicos llaman a este punto una singularidad. Esta singularidad se cree que es mucho más pequeña que el núcleo de un átomo.

La superficie de un agujero negro se conoce como horizonte de sucesos. Esta no es una superficie normal que se puede ver o tocar. En el horizonte de sucesos, la fuerza de la gravedad se convierte en infinitamente fuerte. Por lo tanto, un objeto puede existir en esta zona sólo durante un instante antes de sumergirse hacia el interior a la velocidad de la luz.

Los científicos utilizan el radio del horizonte de sucesos para determinar el tamaño del agujero negro. El radio de un agujero medido en kilómetros es igual a tres veces el número de masas solares del agujero negro. Una masa solar es la cantidad de materia del sol.

Hasta hoy nadie ha descubierto un agujero negro con certeza. Para probar que un objeto compacto es un agujero negro, los científicos deberían medir los efectos que sólo un agujero negro podría producir. Dos de esos efectos serían la intensa flexión de un haz de luz y la ralentización extrema de tiempo. Sin embargo, los astrónomos han encontrado objetos compactos que son casi con toda seguridad agujeros negros. Los astrónomos se refieren a estos objetos simplemente como “agujero negro” a pesar de la pequeña incertidumbre que puede existir.

Formación de los agujeros negros

Según la teoría de la relatividad, un agujero negro se puede formar cuando una estrella de gran masa se queda sin energía nuclear y es aplastada por su propia fuerza gravitacional. Mientras la estrella consume energía crea un impulso hacia el exterior que contrarresta la fuerza de la gravedad hacia el interior. Pero cuando se agota la energía, la estrella ya no puede soportar su propio peso. Como resultado de ello, el núcleo de la estrella colapsa. Si la masa del núcleo es como mínimo el equivalente a tres masas solares, el núcleo colapsa en el punto conocido como “singularidad” en una fracción de segundo.

Clasificación según el tamaño

Los agujeros negros son comúnmente clasificados según su peso, independientemente del momento angular. El tamaño de un agujero negro, medido a partir del radio del horizonte de sucesos, que, como ya hemos comentado, es proporcional a la materia contenida medida en masas solares. Según este criterio, los agujeros negros se clasifican como:

Agujeros Negros Supermasivos: Contiene cientos de miles de miles de millones de masas solares (10^5-10^9 MSol) y se piensa que existen en el centro de la mayoría de las galaxias, incluida la Vía Láctea. Su formación se remonta a varios miles de millones de años atrás a partir de gas acumulado en el centro de las galaxias. Se cree que son responsables de núcleos activos de galaxias, y probablemente el medio de unión de pequeños agujeros negros o de la acumulación de estrellas y gas en ellos. El mayor agujero negro supermasivo conocido se encuentra en el DO 287 (18 mil millones de masas solares).

Hay pruebas sólidas de que un agujero negro supermasivo se encuentra en el centro de la Vía Láctea. Los astrónomos creen este agujero negro es una fuente de radio de onda conocido como Sagitario A. La más clara indicación de que SgrA es un agujero negro supermasivo es el rápido movimiento de las estrellas a su alrededor. (la más rápida orbita a 5.000 kilómetros por segundo).

Agujeros Negros Intermedios: Contienen miles de masas solares. Se han propuesto como posible fuente de poder para las fuentes de rayos X ultraluminosas. No se conoce ningún mecanismo de creación directa, por lo que probablemente se formaron a partir de colisiones de masa de agujeros negros, ya fuera en los densos núcleos de estrellas globulares o en agrupaciones galáctica, produciendo en el proceso intensas ráfagas de ondas gravitatorias.

Agujeros Negros de Masa Estelar: Tienen masas que van desde 1.4-3 masas solares hasta 15-20 masas solares. Han sido creados por el colapso de estrellas (supernovas que implosionan). Pueden formar estrellas con masas iniciales de hasta 100 masas solares. El límite superior de los agujeros negros de masa estelar es un tanto incierto en la actualidad.

Micro Agujeros Negros (o Mini Agujeros Negros): Tienen masas muy inferiores a las de una estrella. A estos niveles es factible que la mecánica cuántica surta efecto. No se conoce ningún mecanismo de formación a partir de procesos estándar de la evolución estelar, pero algunas teorías mantienen que su creación se produjo durante las primeras etapas de la evolución del universo. La teoría de la radiación de Hawking predice que tal agujero negro se evapora con brillantes destellos de radiación gamma.

Agujeros negros galácticos

La mayoría de los astrónomos creen que la Galaxia de la Vía Láctea (la galaxia en la que nuestro sistema solar se encuentra) contiene millones de agujeros negros. Los científicos han encontrado una serie de agujeros negros en la Vía Láctea. Estos objetos se encuentran en estrellas binarias que emiten rayos X. Una estrella binaria es un par de estrellas que orbitan una alrededor de la otra.

En un sistema binario que contiene un agujero negro, la estrella visible se encuentra en órbita cerca de este. Como resultado de ello, el agujero negro recibe destellos de gas procedente de la estrella, donde el gas cae violentamente hacia el agujero negro. La fricción entre los átomos de gas calienta el gas cercano al horizonte a varios millones de grados. En consecuencia, la energía se irradia desde el gas en forma de rayos X. Los astrónomos han detectado esta radiación de rayos X con telescopios.

Los astrónomos creen que una serie de sistemas de estrellas binarias contienen agujeros negro por dos razones:

- Cada sistema es una intensa fuente de rayos X variable. La existencia de estos rayos demuestra que el sistema contiene una estrella compacta y un agujero negro o una estrella menos compacta llamada estrella de neutrones.
- Las órbitas de las estrellas visibles se producen a alta velocidad

Para Finalizar adjuntamos un video didactico de la formación de un agujero negro:

Referencias:

McClintock, Jeffrey E. “Black hole.” World Book Online Reference Center. 2004. World Book, Inc. http://www.worldbookonline.com/wb/Article?id=ar062594.

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