Cosmos

Viaje al centro de nuestra galaxia

Gerardo Herrera Corral 16 / Oct / 18
Las observaciones más recientes nos muestran la presencia de miles de agujeros negros alrededor del gigantesco hoyo negro -llamado Sagitario A*- que ocupa el centro de nuestra Galaxia

Desde los años 70 tenemos evidencia de que existe un agujero negro supermasivo en el corazón de la Vía Láctea. También hace ya tiempo que los modelos teóricos que explican la formación y evolución de nuestra Galaxia predicen la existencia de muchos agujeros negros alrededor de este gigante.

Hace unos meses que el satélite Chandra, que es operado por la agencia espacial estadounidense (NASA por sus siglas en ingles), reveló la presencia de una docena de agujeros negros a poca distancia de Sagitario A* , confirmando así las ideas que se tienen sobre la manera cómo se configuró nuestra galáctica espiral.

La masa del agujero negro llamado Sagitario A* ha podido ser medida al ver con cuidado como se mueven los objetos en su derredor. En un radio muy pequeño que es tan solo 32 veces el radio del Sol, se concentra la descomunal masa que lo forma. El prodigioso objeto reúne 4 millones de veces la masa de nuestra estrella, y es tan compacto que su diámetro equivale aproximadamente al radio de la órbita de Mercurio alrededor del Sol.

Hace poco más de un año, un conjunto de telescopios de todo el mundo se agrupó en lo que ahora se llama EHT (por sus siglas en inglés: Event Horizon Telescope). El objetivo es producir de manera conjunta una imagen de Sagitario A*.. Para hacerlo todos ellos compartirán las señales que miden en una determinada frecuencia, y con el uso de una técnica de interferencia serán capaces de ver el contorno de este coloso gravitacional. La resolución que se puede conseguir al unir sus datos no tiene precedentes.

Sin embargo, uno de los telescopios que lo componen: el South Pole Telescope, estuvo cerrado en el invierno y el proceso de adquisición de datos se demoró. Aun no se anuncia cuando se dará a conocer la imagen, pero la tendremos. Por cierto, entre los observatorios que participan en este proyecto se encuentra el Gran Telescopio Milimétrico (GTM) de México, ubicado en la Sierra Negra de Puebla.

Imagen de Chandra que muestra, con círculos azules, las 12 fuentes de rayos X que corresponden a los sistemas de hoyo negro-estrella. Los círculos rojos muestran fuentes de rayos X que no parecen ser agujeros negros.
Foto: NASA

En 2004 se había observado la presencia de un agujero negro más pequeño que orbita a 3 años luz de Sagitario A* y con esto, los especialistas consideraron que se confirmaba la sospecha de que los agujeros supermasivos van creciendo al absorber otros agujeros negros. Así se explica la existencia de estos portentos de la naturaleza.

Los agujeros negros no emiten radiación en forma sustancial. La radiación de Hawking que se especula es emitida por estos objetos, es muy tenue como para ser observada a gran distancia. De tal manera que no es posible detectarlos cuando están aislados. Sin embargo, algunos están acompañados de estrellas que caen en el agujero negro. Cuando la materia de la estrella es absorbida por la fuerza gravitacional del hoyo negro, se calienta emitiendo rayos X que pueden ser vistos por el satélite Chandra.

Se piensa que existen miles de hoyos negros en el centro de la Galaxia, de tal manera que si tan solo algunos de estos se encuentran acompañados por alguna estrella entonces, por lo menos esta fracción será detectable.

El prodigioso objeto reúne 4 millones de veces la masa de nuestra estrella, y es tan compacto que su diámetro equivale aproximadamente al radio de la órbita de Mercurio alrededor del Sol.

El análisis de la radiación que proviene de esta región es muy difícil porque los agujeros negros no son las únicas fuentes de rayos X. Es necesario sustraer la radiación que proviene de estrellas de neutrones, enanas blancas y otros objetos para dejar solo aquella que parece delatar la presencia de un hoyo negro.

Los científicos de Chandra examinaron la radiación de 451 fuentes distintas, y encontraron doce que tienen las características que se esperan de la radiación que proviene de estos sistemas formados por un agujero negro y una estrella.

Todos los sistemas de agujero-negro-estrella que fueron observados se encuentran a menos de 3 años luz de distancia de Sagitario A*.

El análisis que se efectuó para encontrar a esta docena de agujeros engullendo estrellas, permite estimar cuantos no han sido observados aún. A las parejas formadas por un agujero negro y una estrella se les llama sistemas binarios. Los cálculos dicen que debe haber entre 300 y 1000 de ellos en esa región.

El método usado para encontrar a la docena de sistemas binarios permite hacer otros cálculos. Los científicos han podido estimar cuantos agujeros negros, - que no necesariamente están devorando a una estrella -, se encuentran en la parte central de nuestra galaxia. De acuerdo con los resultados obtenidos y los modelos teóricos, se cree que debe haber entre 10 mil y 40 mil hoyos negros.

El centro de nuestra galaxia está poblado por miles de agujeros negros que danzan alrededor de Sagitario A*. Esta visión es mas que una curiosidad, es la confirmación de la manera como explicamos al macrocosmos. Nos da una buena idea de la estructura estelar a nuestro derredor, de la manera como se ha llegado a formar el lugar en que vivimos y de su futuro cifrado en las estrellas.
 

Autor: Gerardo Herrera Corral
Es profesor titular del Departamento de Física del Centro de Investigación y De Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV). Es líder del trabajo de los científicos mexicanos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN). Es autor de los libros "El Universo, la historia más grande jamás contada" y "El azaroso arte del engaño", entre otros.