Los imposibles y densos agujeros negros, profundos y poderosos, revelan los límites de la física. No hay nada que se les escape, ni siquiera la luz.
Pero aunque los agujeros negros excitan la imaginación como pocos conceptos de la ciencia lo hacen, la verdad es que ningún astrónomo ha visto realmente uno. Las fotos que se hayan podido ver de una masa oscura distorsionando el espacio-tiempo… bien, son solo una ilustración.
Esto es increíble. Es una ilustración
¿Por qué ningún astrónomo ha visto nunca directamente un agujero negro?
El mayor problema al intentar detectar un agujero negro es que, incluso los de mayor masa, son relativamente pequeños.
«El más grande en el cielo es el agujero negro ubicado en el centro de la Vía Láctea», me ha escrito en un e-mail Dimitros Psaltis, un astrofísico de la Universidad de Arizona. «Y sacarle una foto sería igual que sacar una foto de un DVD en la superficie de la luna».
Además, debido a su fuerte gravedad, los agujeros negros tienden a estar rodeados de otra materia brillante que hace difícil ver el propio objeto.
Por esta razón, cuando se buscan agujeros negros, los astrónomos normalmente no lo hacen mediante observación directa, sino que buscan evidencias de los efectos de la gravedad y la radiación de un agujero negro.
«Normalmente medimos las órbitas de las estrellas y el gas que parece rodear “puntos»” muy oscuros en el cielo y calculamos cuánta masa hay en ese punto oscuro», afirma Psaltis. «Si no sabemos de ningún otro objeto astrofísico que pueda tener esa cantidad de masa ni que sea tan oscuro como ese punto, lo consideramos una importante prueba de que allí yace un agujero negro».
Sin embargo, tenemos imágenes indirectas de agujeros negros
Algunas de las mejores imágenes indirectas de agujeros negros proceden del Observatorio de rayos-X Chandra, donde trabaja Edmonds. Este afirma:
«La fricción y las altas velocidades del material que forma un agujero negro de forma natural produce rayos X. Y Chandra es un telescopio espacial especialmente diseñado para ver esos rayos X».
Por ejemplo, el observatorio Chandra reveló estas «emanaciones» de rayos X que surgían de la fusión de dos galaxias a alrededor de 26.000.000 de años luz. Los astrofísicos sospechan que estas emanaciones procedían de un agujero negro masivo.
X-ray: NASA/CXC/Univ of Texas/E.Schlegel et al; Optical: NASA/STScI
Igualmente, las masas amorfas fucsias de esta imagen son regiones de intensa radiación de rayos X, que se consideran agujeros negros formados al colisionar dos galaxias (azul y rosa):
X-ray: NASA/CXC/MIT/S.Rappaport et al, Optical: NASA/STScI
También hay aquí rayos X y ondas sonoras que emanan de la región central del cúmulo galáctico de Perseo – una evidencia más indirecta de agujero negro.
NASA/CXC/IoA/A.Fabian et al
Y en esta imagen en formato GIF, el telescopio Chandra observó la ráfaga de rayos X más grande procedente de un agujero negro que se sospecha que yace en el centro de la Vía Láctea.
NASA/CXC/Amherst College/D.Haggard et al
Y aquí tenemos una imagen lejana de esa ráfaga de rayos X.
Una vista a lo lejos de la ráfaga de rayos X desde el centro de la Vía Láctea. (NASA/CXC/Amherst College/D.Haggard et al.)
Podemos ver agujeros negros que arrojan masas de materia al universo
Este montaje de imagen (combinación de datos del Hubble y un radiotelescopio) muestra chorros de energía y materia lanzados desde el centro de la galaxia Hercules A. Estos chorros se disparan a casi la velocidad de la luz demostrando el increíble poder destructivo de los objetos.
NASA/Hubble
La siguiente imagen refleja lanzamientos masivos que se cree que son propulsados desde un agujero negro en el centro de Centaurus A, una galaxia a 13.000.000 de años luz de distancia. Los lanzamientos son mayores que la propia galaxia.
ESO/WFI (visible); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (microwave); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (X-ray)
Los astrónomos han observado las estrellas orbitando alrededor de misteriosos objetos oscuros que son con gran probabilidad agujeros negros
Este intervalo de tiempo de 16 años en el que las estrellas se han estado moviendo cercanas al centro de la Vía Láctea es una prueba de que allí existe un agujero negro.
Muy pronto podremos ver un verdadero agujero negro
Una verdadera imagen de un agujero negro revelaría su horizonte de sucesos. Se trata del perímetro del que nada puede escapar. Los científicos especulan que el horizonte de sucesos se parecería a lo que vemos en las ilustraciones: una precipitada frontera entre luces brillantes en el espacio y un vacío.
NASA/JPL-Caltech
En esta ilustración, el agujero negro supermasivo en el centro está rodeado de materia que cae en lo que se denomina el disco de acreción. Este disco se forma cuando el polvo y el gas de la galaxia caen en el agujero atraído por su gravedad. También se muestra un lanzamiento al exterior de partículas de energía que se cree que están impulsadas por el giro del agujero negro.
Una imagen real también podría reflejar un disco de acreción – un anillo brillante de materia que se arremolina alrededor. (El agujero negro de la película Interstellar muestra un disco de acreción).
Lo que es apasionante es que en los próximos años los científicos esperan poder confirmar la existencia del agujero negro en el centro de la Vía Láctea y determinar cómo es.
Ello se debe al Telescopio de Horizonte de Sucesos - una red global de sensores que, en efecto, forma un telescopio tan grande como la Tierra. Va encaminado a captar una instantánea del agujero negro para finales de 2017 y se espera que produzca la primera imagen de un horizonte de sucesos. Edmonds afirma:
«Lo que esperan ver es la verdadera sombra, la verdadera región oscura. Eso será algo grande».
Con una imagen directa de un agujero negro, los científicos podrán saber más sobre los efectos de la gravedad extrema y podrán además contrastar la teoría general de la relatividad de Einstein.