25 de octubre de 2020
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Nuevo Nobel de Física volvió realidad los agujeros negros

8 de octubre de 2020
8 de octubre de 2020

Gracias a los aportes de Roger Penrose, uno de los ganadores del Nobel de Física 2020, los agujeros negros dejaron de ser solo cálculos teóricos para convertirse en una realidad.

Así lo considera el profesor Eduard Larrañaga, del Observatorio Astronómico Nacional de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), al referirse al Premio Nobel otorgado este año por el Gobierno sueco al físico Penrose, al astrofísico Reinhard Genzel y a la astrónoma Andrea Ghez, quienes comprobaron la existencia de un agujero negro en el centro de la Vía Láctea.

Para el profesor Larrañaga, “la contribución de uno de los ganadores del Nobel fue determinante: Penrose publicó una investigación en 1965, en la que describía que el colapso de las estrellas llevaría a formar un agujero negro, incluso si estas no fueran esféricas”.

Agrega que hasta ese momento, la existencia de los agujeros negros solo era posible si las estrellas eran simétricamente esféricas, algo que no necesariamente pasa en la naturaleza.

Ojo al centro de la galaxia

Con la llegada de las observaciones en ondas de radio en los años 70 se confirmó que en el centro de la Vía Láctea existía algo con una masa enorme, pero que no iluminaba, lo que indicaría la existencia de un agujero negro supermasivo.

En ese sentido, la contribución de Andrea Ghez y Reinhard Genzel es que en los años 90 utilizaron telescopios infrarrojos, una franja de luz que no ve el ojo humano, para observar el centro de la galaxia.

“Ellos encontraron que había una gran cantidad de estrellas pequeñas, similares al Sol, que se movían alrededor de esa masa desconocida”, explica el doctor Larrañaga.

Al seguir esos objetos descubrieron un agujero negro supermasivo, de aproximadamente 4 millones de masas solares, al que llamaron Sagitario A*.

Los ganadores del Nobel confirmaron la existencia del evento responsable de mantener unida la Vía Láctea. “Sin el agujero la galaxia tendría otra forma, sería más pequeña, estaría desarmada, o simplemente no existiría”, puntualiza el doctor Larrañaga.

Por lo general la masa de una estrella se calcula al ver el movimiento de los objetos que lo acompañan. En el sistema solar se observa el movimiento de los planetas; en el caso del Sol, su masa es tan grande (1030) que se resume como una masa solar. Esta medida sirve para comparar las estrellas: una de 50 masas solares tiene 50 veces la masa del Sol.

Así se forma un agujero negro

El doctor Larrañaga explica que hay dos tipos de agujeros negros. Se cree que los supermasivos, como Sagitario A*, se formaron hace millones de años al colapsar una gran cantidad de materia que se compactó en un objeto de masa enorme, pero con tamaño minúsculo.

Entre tanto, los agujeros negros estelares se forman cuando una estrella muere, pero no todas, como el Sol, tendrán ese destino. Para determinarlo se usan dos límites que analizan la masa de la estrella al momento de morir.

Según el límite Chandrasekhar, nombrado así por el físico que lo describió, si una estrella tiene hasta 1,4 veces la masa del Sol, al morir se convertirá en una enana blanca. Ese es el caso del Sol, ya que solo tiene una masa solar.

El siguiente límite, el de Tolman-Oppenheimer-Volkoff, indica que si la estrella no supera 2,8 veces la masa del Sol, se convertirá en una estrella de neutrones; pero si lo supera, la gravedad hará que toda su masa colapse en un mismo punto. Se estima que una estrella debe tener 10 masas solares al morir para generar un agujero negro, porque antes de su muerte se expandirá y perderá algo de masa.

UNAL estudia órbita de pequeños agujeros

En el estudio de agujeros negros que se realiza en el Observatorio Astronómico de la UNAL desde hace más de 20 años, se ha descrito la trayectoria que toman las partículas cuando giran alrededor de agujeros negros y cómo los rayos de luz se “tuercen” cuando pasan cerca de los agujeros, porque su gravedad es tan fuerte que logra desviar la luz.

Un trabajo recuperó los datos de observación de estrellas de Andrea Ghez realizado en los años 90 y se comprobó que la masa solar de Sagitario A* era la descrita por la investigadora. La UNAL trabaja en la descripción de la órbita de pequeños agujeros negros que orbitan a Sagitario A*.

Aunque la investigación de agujeros negros no parece tener una aplicación directa al día a día por la lejanía –Sagitario A* se encuentra a unos 26.000 años luz de la Tierra– las técnicas que se desarrollan podría llegar a tenerlas.

A principios de 2019 se publicó la primera fotografía de un agujero negro y para que esta se completara se necesitó una cantidad enorme de datos del orden de petabytes, o millones de gigabytes. Aprender a manejar esos datos puede aterrizar en tendencias como el Big Data y la inteligencia artificial, comenta el profesor Larrañaga.

Agencia de Noticias UN – Unimedios