{"id":376574,"date":"2021-01-27T14:32:41","date_gmt":"2021-01-27T17:32:41","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=376574"},"modified":"2021-01-27T17:45:15","modified_gmt":"2021-01-27T20:45:15","slug":"de-todos-los-tamanos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/de-todos-los-tamanos\/","title":{"rendered":"De todos los tama\u00f1os"},"content":{"rendered":"<p>A principios de septiembre, los observatorios Ligo, en Estados Unidos, y Virgo, en Italia, anunciaron la detecci\u00f3n de ondas gravitacionales m\u00e1s intensa desde que ese tipo de emisiones fuera registrada por primera vez, en septiembre de 2015. La fuente de esta nueva y potente se\u00f1al, registrada el 21 de mayo de 2019, fue la fusi\u00f3n de dos agujeros negros, uno de 85 y otro de 66 masas solares. La unificaci\u00f3n de esos dos objetos extremadamente densos y compactos se produjo cuando el Universo ten\u00eda aproximadamente la mitad de su edad actual de unos 13.800 millones de a\u00f1os y gener\u00f3 un agujero negro mucho mayor, de 142 masas solares. Durante ese evento, la energ\u00eda liberada bajo la forma de ondas gravitacionales \u2013perturbaciones en la curvatura del espacio-tiempo\u2013 previstas por Albert Einstein (1879-1955), fue del orden de unas 8 masas solares. Los agujeros negros poseen un campo gravitatorio descomunal, que no deja que nada escape de su interior, ni siquiera la luz, una particularidad que dificulta su registro.<\/p>\n<p>La se\u00f1al sonora de la fusi\u00f3n de esos agujeros negros, denominada GW190521, fue captada por los dos detectores instalados en suelo estadounidense y su hom\u00f3logo europeo, que se encuentra en la regi\u00f3n de Toscana, en Italia. \u201cA diferencia de otras fusiones de agujeros negros que hemos detectado con regularidad, que reverberaban como un chillido cada vez m\u00e1s agudo, el GW190521 dur\u00f3 solamente una d\u00e9cima de segundo y fue m\u00e1s parecido a un estr\u00e9pito\u201d, dijo, en una divulgaci\u00f3n informativa, el astrof\u00edsico estadounidense Nelson Christensen, jefe del laboratorio Artemis del Observatorio de la Costa Azul en Niza, Francia, uno de los coordinadores del equipo que redact\u00f3 dos art\u00edculos cient\u00edficos sobre ese hallazgo. \u201cEntonces nos dimos cuenta que est\u00e1bamos lidiando con una fuente [de ondas gravitacionales] excepcionalmente masiva\u201d.<\/p>\n<p>Seg\u00fan el tipo de vibraci\u00f3n generada por las ondas gravitacionales, los cient\u00edficos deducen las caracter\u00edsticas del evento que las produjo. \u201cEn las fusiones de agujeros negros, hemos podido estimar la masa de los objetos que se unieron y tambi\u00e9n la del astro resultante\u201d, dice el astrof\u00edsico Odylio Aguiar, del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe) de Brasil, quien coordina la participaci\u00f3n de los brasile\u00f1os en el consorcio Ligo. La se\u00f1al GW190521 es el indicio m\u00e1s s\u00f3lido de la existencia de los agujeros negros de tama\u00f1o intermedio, con una masa comprendida entre 100 y 100 mil soles. Anteriormente, solo se conoc\u00edan agujeros negros muy peque\u00f1os o sumamente masivos.<\/p>\n<blockquote><p>Los agujeros negros supermasivos, en el centro de las galaxias, tienen entre 100 mil y miles de millones de masas solares<\/p><\/blockquote>\n<p>Todav\u00eda no se sabe si existen sitios espec\u00edficos del Universo que tienden a cobijar agujeros negros de tama\u00f1o medio o si ellos se hallar\u00edan dispersos por regiones diversas de manera aleatoria. \u201cPodr\u00eda ser que se formaran en la periferia de las galaxias, o quiz\u00e1 en el centro de las galaxias enanas\u201d, comenta el astrof\u00edsico holand\u00e9s Roderik Overzier, del Observatorio nacional (ON) de R\u00edo de Janeiro. \u201cO incluso en c\u00famulos globulares [concentraciones con formato esf\u00e9rico de hasta 1 mill\u00f3n de estrellas muy antiguas, surgidas hace m\u00e1s de 10 mil millones de a\u00f1os]\u201d. Desde la d\u00e9cada de 2000, los astrof\u00edsicos sospechan que estos tipos de agujeros negros podr\u00edan haberse formado en el Cosmos, empero, sin disponer de pruebas irrefutables de su existencia.<\/p>\n<p>Hasta que se concretaron los registros del Ligo-Virgo, solo hab\u00eda evidencias de la presencia en el Universo de agujeros negros en dos escalas dimensionales: los estelares, de hasta 65 masas solares, que son los remanentes de la muerte de ciertas estrellas, y los supermasivos, con entre 100 mil y miles de millones de masas solares, presentes en el centro de la mayor\u00eda de las galaxias del Universo, si no es que en todas. \u201cEl proceso que redundar\u00eda en la formaci\u00f3n de agujeros negros de tama\u00f1o intermedio a\u00fan es una inc\u00f3gnita\u201d, comenta el astrof\u00edsico Rodrigo Nemmen, del Instituto de Astronom\u00eda, Geof\u00edsica y Ciencias Atmosf\u00e9ricas de la Universidad de S\u00e3o Paulo (IAG-USP). \u201cDe hecho, solo sabemos c\u00f3mo se originan los agujeros negros estelares\u201d.<\/p>\n<p>Algunas estrellas llegan al final de su vida al cabo de una violenta explosi\u00f3n, a la cual se la conoce como supernova. Este tipo de evento libera enormes cantidades de materia y radiaci\u00f3n. Si los despojos de la supernova tienen una masa colapsada de entre 1,4 y 2 masas solares, dan origen a una estrella de neutrones, un cuerpo celeste muy denso y compacto. Cuando el n\u00facleo remanente de la estrella que explot\u00f3 es superior a 3 masas solares, la materia sigue colapsando (acumul\u00e1ndose en un \u00e1rea peque\u00f1a), generando un objeto a\u00fan m\u00e1s denso y compacto: un agujero negro. Por lo general, los agujeros negros de menor dimensi\u00f3n poseen una estrella compa\u00f1era de cuya materia se alimentan. Este proceso de contracci\u00f3n gravitatoria de una \u00fanica estrella, seg\u00fan los c\u00e1lculos de los f\u00edsicos, puede generar agujeros negros de hasta 65 masas solares. Para explicar la existencia de aquellos que superan ese l\u00edmite hay varias hip\u00f3tesis: podr\u00edan formarse mediante la captura progresiva de gas y polvo proveniente del espacio; por la fusi\u00f3n de agujeros negros menores; o incluso podr\u00edan ser producto de la fusi\u00f3n de dos o m\u00e1s estrellas muy masivas que colapsaron.<\/p>\n<div id=\"attachment_376797\" style=\"max-width: 1150px\" class=\"wp-caption alignright\"><a href=\"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-3-1140.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-376797 size-full\" src=\"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-3-1140.jpg\" alt=\"\" width=\"1140\" height=\"814\" srcset=\"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-3-1140.jpg 1140w, https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-3-1140-250x179.jpg 250w, https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-3-1140-700x500.jpg 700w, https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-3-1140-120x86.jpg 120w\" sizes=\"auto, (max-width: 1140px) 100vw, 1140px\" \/><p class=\"wp-caption-text\"><span class=\"media-credits-inline\">Mark Myers\/OzGrav <\/span><\/a> Representaci\u00f3n art\u00edstica de los dos agujeros negros con decenas de masas solares cuya fusi\u00f3n gener\u00f3 las ondas gravitacionales captadas en 2019 por los detectores Ligo-Virgo<span class=\"media-credits\">Mark Myers\/OzGrav <\/span><\/p><\/div>\n<p>Pese a la enorme diferencia de masa entre los agujeros negros estelares y los supermasivos, esos objetos, independientemente de su talla, presentan las mismas caracter\u00edsticas. Los astrof\u00edsicos los describen como regiones del espacio en las que una cantidad de materia descomunal est\u00e1 comprimida en un \u00e1rea min\u00fascula. Esta particularidad genera un campo gravitatorio tan poderoso que toda la materia es absorbida hacia su interior cuando traspone cierto l\u00edmite de proximidad en torno al agujero negro, el denominado horizonte de sucesos (o de eventos). La materia capturada se concentra en un punto central de esa regi\u00f3n, la singularidad, tal como se la llama, de densidad infinita, donde no tienen validez las leyes conocidas de la f\u00edsica.<\/p>\n<p>Por su propia naturaleza, los agujeros negros no emiten ninguna forma de radiaci\u00f3n, excepto quiz\u00e1 la que se denomina radiaci\u00f3n de Hawking, un fen\u00f3meno hipot\u00e9tico postulado por el famoso f\u00edsico brit\u00e1nico fallecido hace poco. La \u00fanica forma segura de detectarlos es por medios indirectos, mediante la observaci\u00f3n de las perturbaciones que su presencia y el enorme campo gravitatorio causan en su entorno. Algunas anomal\u00edas pueden indicar la existencia de esos gigantescos succionadores de materia. Una de ellas es la fuerte emisi\u00f3n de ciertos tipos de radiaci\u00f3n, tales como rayos X y las ondas de radio, en regiones del espacio donde aparentemente no existe nada. Esa producci\u00f3n de energ\u00eda surge del contacto del borde del denominado disco de acreci\u00f3n de la materia con el horizonte de sucesos, la frontera que delimita el \u00e1rea de la cual la materia no puede escapar del campo gravitatorio del agujero negro. El a\u00f1o pasado, el proyecto Telescopio Horizonte de Eventos (EHT, por su sigla en ingl\u00e9s), que utiliza los datos recolectados por ocho observatorios radioastron\u00f3micos, registr\u00f3 las im\u00e1genes m\u00e1s notables de lo que ser\u00edan las vecindades de un agujero negro supermasivo, con 6.500 millones de masas solares: un c\u00edrculo de colores levemente desfasado en torno a una regi\u00f3n obscura en el centro de la galaxia M87. No se trata del agujero negro en s\u00ed mismo, sino m\u00e1s bien de su entorno o sombra.<\/p>\n<div id=\"attachment_376793\" style=\"max-width: 1150px\" class=\"wp-caption alignright\"><a href=\"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-2-1140.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-376793 size-full\" src=\"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-2-1140.jpg\" alt=\"\" width=\"1140\" height=\"814\" srcset=\"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-2-1140.jpg 1140w, https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-2-1140-250x179.jpg 250w, https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-2-1140-700x500.jpg 700w, https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-2-1140-120x86.jpg 120w\" sizes=\"auto, (max-width: 1140px) 100vw, 1140px\" \/><p class=\"wp-caption-text\"><span class=\"media-credits-inline\">ESO\/M. Kornmesser<\/span><\/a> Ilustraci\u00f3n que reconstruye el recorrido de la estrella S2 en torno al agujero negro del centro de la V\u00eda L\u00e1ctea<span class=\"media-credits\">ESO\/M. Kornmesser<\/span><\/p><\/div>\n<p>Otra pista de la presencia de agujeros negros es el registro de \u00f3rbitas an\u00f3malas y extremadamente aceleradas de una estrella o de un conjunto de estrellas alrededor de un punto supuestamente vac\u00edo. La observaci\u00f3n ininterrumpida de este segundo fen\u00f3meno en estrellas situadas alrededor del centro de la V\u00eda L\u00e1ctea, como es el caso de la identificada como S2, prob\u00f3 que en ese sitio hay un agujero negro supermasivo, con unos 4 mil millones de masas solares, denominado Sagitario A*. Ese logro les vali\u00f3 el Nobel de F\u00edsica de 2020 al alem\u00e1n Reinhard Genzel, del Instituto Max Planck de F\u00edsica Extraterrestre, y a la estadounidense Andrea Ghez, de la Universidad de California en Los \u00c1ngeles (Ucla). El tercer galardonado con el premio de este a\u00f1o fue el te\u00f3rico brit\u00e1nico Roger Penrose, de la Universidad de Oxford, en el Reino Unido, por sus estudios que demuestran la compatibilidad de la existencia de los agujeros negros con la teor\u00eda de la relatividad general de Einstein (<em>lea en la secci\u00f3n Notas, en la p\u00e1gina 15 de esta misma edici\u00f3n<\/em>). En el interior de los cu\u00e1sares, objetos extremadamente luminosos con n\u00facleos activos, tambi\u00e9n hay evidencias de la existencia de agujeros negros supermasivos.<\/p>\n<p>Desde 2015, cuando comenzaron a operar los detectores del Ligo, el registro de las ondas gravitacionales como las que emite la fuente GW190521, es otra forma indirecta de recabar evidencias de la existencia de agujeros negros. Hasta ahora, los radiotelescopios de la cooperaci\u00f3n Ligo-Virgo han detectado 15 emisiones de ondas gravitacionales, de las cuales 12 involucraban la fusi\u00f3n de un par de agujeros negros, 2 fueron producidas por una uni\u00f3n de estrellas de neutrones y 1 fue por la fusi\u00f3n de un agujero negro con un objeto compacto a\u00fan no identificado. Algunas fusiones llaman la atenci\u00f3n por la diferencia significativa de masa de los cuerpos involucrados (por lo general, los objetos que intervienen en estos eventos presentan tama\u00f1os similares), como en el caso de \u201cEl Gordo y el Flaco\u201d, el mote que se le dio a la uni\u00f3n de dos agujeros negros bastante asim\u00e9tricos, uno de 8 y otro de 30 masas solares, registrada el a\u00f1o pasado por los detectores de ondas gravitacionales. Un evento a\u00fan m\u00e1s misterioso fue la fusi\u00f3n de un agujero negro de 23 masas solares con un objeto denso y compacto, de alrededor de 2,6 masas solares, que los astr\u00f3nomos no han podido determinar si se trata de un peque\u00f1o agujero negro o de una estrella de neutrones.<\/p>\n<div id=\"attachment_376789\" style=\"max-width: 1150px\" class=\"wp-caption alignright\"><a href=\"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-1-1140.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-376789 size-full\" src=\"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-1-1140.jpg\" alt=\"\" width=\"1140\" height=\"870\" srcset=\"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-1-1140.jpg 1140w, https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-1-1140-250x191.jpg 250w, https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-1-1140-700x534.jpg 700w, https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/062-065_ondas-gravitacionais_297-1-1140-120x92.jpg 120w\" sizes=\"auto, (max-width: 1140px) 100vw, 1140px\" \/><p class=\"wp-caption-text\"><span class=\"media-credits-inline\">Nasa\/ESA\/D. Coe, J. Anderson\/R. Van Der Marel (STSCI)<\/span><\/a> Una simulaci\u00f3n por computadora revela de qu\u00e9 manera la gravedad de un agujero negro supermasivo distorsiona el espacio a su alrededor como un espejo de un parque de diversiones<span class=\"media-credits\">Nasa\/ESA\/D. Coe, J. Anderson\/R. Van Der Marel (STSCI)<\/span><\/p><\/div>\n<p>El descubrimiento de otros agujeros negros supermasivos y otros m\u00e1s de tama\u00f1o intermedio reaviva un interrogante c\u00f3smico del mismo car\u00e1cter que el del huevo y la gallina: \u00bflas galaxias se formaron antes que estos grandes succionadores de materia, como apuntan la mayor\u00eda de las observaciones, o es posible que hayan surgido en forma simult\u00e1nea o despu\u00e9s? La galaxia m\u00e1s antigua que se conoce, GN-z11, habr\u00eda surgido entre 300 y 400 millones de a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang, la explosi\u00f3n inicial que habr\u00eda dado origen al Universo. Por ahora, el agujero negro m\u00e1s antiguo que se ha identificado se habr\u00eda formado 690 millones de a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang, est\u00e1 ubicado en el centro del cu\u00e1sar Ulas J134208.10 y su masa equivale a la de 800 millones de soles. \u201cLos cu\u00e1sares y las galaxias surgieron casi simult\u00e1neamente en los comienzos del Universo\u201d, comenta la astrof\u00edsica Thaisa Storchi Bergmann, de la Universidad Federal de Rio Grande do Sul (UFRGS), estudiosa de los agujeros negros supermasivos. \u201cAcaso los denominados intermedios sean la semilla de los supermasivos. Pero esto solamente es una hip\u00f3tesis\u201d.<\/p>\n<p>Las novedades en esta \u00e1rea ser\u00e1n cada vez m\u00e1s frecuentes. En el pr\u00f3ximo ciclo de observaci\u00f3n de ondas gravitacionales, cuyo inicio est\u00e1 previsto para mediados de 2022, la cooperaci\u00f3n Ligo-Virgo incorporar\u00e1 al detector japon\u00e9s Kagra, que comenz\u00f3 a funcionar al principio de este a\u00f1o. \u201cEl Kagra nos permitir\u00e1 observar tres eventos por semana que podr\u00edan ser ondas gravitacionales\u201d, compara Aguiar. \u201cEn nuestro \u00faltimo per\u00edodo de funcionamiento, observamos en promedio un evento por semana\u201d. Para principios de la d\u00e9cada pr\u00f3xima est\u00e1 previsto el lanzamiento de un observatorio espacial de interferometr\u00eda \u2013el proyecto Lisa\u2013, de la Agencia Espacial Europea (ESA), que ser\u00e1 capaz de registrar las ondas gravitacionales provenientes de la fusi\u00f3n de agujeros negros intermedios de mayor porte como as\u00ed tambi\u00e9n supermasivos, eventos a\u00fan m\u00e1s intensos que los que logran registrar desde la Tierra los detectores Ligo, Virgo y Kagra.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Las ondas gravitacionales refuerzan la hip\u00f3tesis de la existencia de agujeros negros intermedios, de entre 100 y 100 mil masas solares","protected":false},"author":13,"featured_media":376785,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[274,304],"coauthors":[101],"class_list":["post-376574","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ciencia-es","tag-astronomia-es","tag-fisica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/376574","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/13"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=376574"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/376574\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":377213,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/376574\/revisions\/377213"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/376785"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=376574"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=376574"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=376574"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=376574"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}