En la direcci\u00f3n de la constelaci\u00f3n de Virgen, un conglomerado de galaxias abriga un agujero negro tan grande que es dif\u00edcil imaginar sus dimensiones. Su masa es 3 mil millones de veces la del Sol y, en el caso de que estuviese en el centro del Sistema Solar, ocupar\u00eda todo el espacio hasta el sexto planeta, Saturno. En los \u00faltimos a\u00f1os astrof\u00edsicos de varios pa\u00edses, Brasil incluso, analizaron im\u00e1genes hechas por el telescopio espacial Chandra de la regi\u00f3n central de la galaxia Virgo A, una de las 2 mil del conglomerado de Virgen, y de otras ocho de tama\u00f1o semejante que abrigan agujeros negros en sus n\u00facleos, distantes entre 50 millones y 400 millones de a\u00f1os luz de la Tierra. De esa zambullida en las entra\u00f1as del Cosmos, comienzan a emerger respuestas sobre como esos objetos que concentran tanta masa en un volumen tan peque\u00f1o interact\u00faan con el espacio a su alrededor y contribuyen a determinar la arquitectura del Universo.<\/p>\n
Cerca de dos a\u00f1os atr\u00e1s el equipo del astrof\u00edsico Steve Allen, de la Universidad Stanford, en Estados Unidos, obtuvo las primeras evidencias de que esos glotones c\u00f3smicos, capaces de arrastrar para su interior la materia y la energ\u00eda que se aproximan demasiado no consumen todo lo que tragan. Una peque\u00f1a parte es lanzada para afuera de las galaxias que los abrigan en la forma de poderosos chorros de part\u00edculas cargadas el\u00e9ctricamente (plasma). En el caso de Virgo A y de las otras ocho galaxias, esos chorros son lanzados en sentidos opuestos y barren el espacio arriba y abajo del agujero negro, creando dos inmensas burbujas de gas calentado que emiten los rayos X detectados por el telescopio Chandra y, observadas en conjunto, recuerdan un reloj de arena.<\/p>\n
Re-examinando los datos sobre esos relojes de arena c\u00f3smicos, el astrof\u00edsico Rodrigo Nemmen da Silva, de 26 a\u00f1os, dio un paso m\u00e1s all\u00e1 en la comprensi\u00f3n de como los agujeros negros con masa equivalente a la de mil millones de soles devuelven al Cosmos parte de la energ\u00eda que absorben. Bajo orientaci\u00f3n de Thaisa Storchi Bergmann, de la Universidad Federal de R\u00edo Grande do Sul (UFRGS), \u00e9l cre\u00f3 un modelo matem\u00e1tico que permiti\u00f3 caracterizar con m\u00e1s exactitud los agujeros negros gigantes. Conociendo solamente la energ\u00eda liberada por los chorros de plasma, el joven astrof\u00edsico gaucho hizo una especie de ingenier\u00eda reversa: parti\u00f3 de los resultados para llegar a las causas. Y funcion\u00f3.<\/p>\n
Los chorros de part\u00edculas de esos agujeros negros liberan a cada segundo una cantidad de energ\u00eda 50 veces superior a la producida por el Sol en un a\u00f1o – o aun lo correspondiente a la energ\u00eda generada en 365 d\u00edas por 250 mil millones de centrales hidroel\u00e9ctricas como Itaip\u00fa, la mayor del mundo. Rodrigo constat\u00f3 que toda esa energ\u00eda, suficiente para abastecer el Brasil durante 50 mil millones de a\u00f1os, es solamente una \u00ednfima parte de todo lo que el agujero negro consume. De modo semejante a los seres vivos, tambi\u00e9n un agujero negro se alimenta de materia para producir energ\u00eda que lo hace crecer. Y, como siempre, los n\u00fameros son astron\u00f3micos.<\/p>\n
“A cada d\u00eda \u00e9l absorbe del anillo de gas y polvo que lo envuelve, el llamado disco de acreci\u00f3n, lo correspondiente a la masa de diez planetas como la Tierra”, cuenta Rodrigo, que trabaj\u00f3 en colaboraci\u00f3n con Richard Bower, de la Universidad de Durham, en\u00a0 Inglaterra, y Arif Babul, de la Universidad de Victoria, en Canad\u00e1. Sus c\u00e1lculos muestran tambi\u00e9n que los agujeros negros son m\u00e1s eficientes en la producci\u00f3n del chorro de plasma que Allen hab\u00eda sugerido en el art\u00edculo publicado en el 2006 en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.\u00a0 Al comparar la cantidad de gas que se aproxima al agujero negro con la energ\u00eda de los chorros, Rodrigo tuvo en cuenta la posibilidad de que no toda la materia sea capturada e incorporada a su masa, haci\u00e9ndolo crecer lentamente. As\u00ed, tendr\u00eda que haber un mecanismo m\u00e1s eficiente originando eses chorros que alejan y calientan el gas rico en hidr\u00f3geno y helio, abriendo las cavidades en forma de reloj de arena. “Otros ya hab\u00edan observado que existe una relaci\u00f3n entre la cantidad de materia capturada por el agujero negro y la potencia de los chorros, pero obten\u00edan una eficiencia menor porque no ten\u00edan en consideraci\u00f3n algunos efectos que incluimos en nuestro modelo, como la rotaci\u00f3n del agujero negro”, comenta Thaisa.<\/p>\n
En el limite Girando casi a la velocidad de la luz, el agujero negro se vuelve m\u00e1s achatado en los polos. En esa rotaci\u00f3n ultra-r\u00e1pida, arrastra consigo la parte interna de la nube de gas que forma el disco de acreci\u00f3n. En ese disco, el gas se mueve a velocidades cada vez m\u00e1s altas a medida que se aproxima al horizonte de eventos, regi\u00f3n correspondiente a la superficie del agujero negro a partir de la cual nada escapa de ser tragado. Aunque no se conozcan en detalle los mecanismos de formaci\u00f3n de los chorros, se cree que, a medida que el gas va tomando forma de espiral en direcci\u00f3n al agujero negro, \u00e9l arrastra junto al campo magn\u00e9tico. Este, a su vez, genera una especie de embudo magn\u00e9tico que concentra las part\u00edculas en haces paralelos originando los chorros perpendiculares al disco.<\/p>\n “Conocer la rotaci\u00f3n de un agujero negro es importante porque permite comprender el efecto que \u00e9l provoca en su ambiente”, dice Rodrigo, que actualmente hace pr\u00e1cticas en la Universidad del Estado de Pensilvania. Diferentemente a lo que muchos puedan pensar, no siempre los agujeros negros est\u00e1n activos, devorando nubes de gas, estrellas o hasta galaxias enteras que cruzan su camino – y emitiendo los poderosos chorros observados por el Chandra. Seg\u00fan Thaisa, se calcula que un agujero negro como el de Virgo A, probablemente formado mil millones de a\u00f1os atr\u00e1s, capture y consuma una estrella a cada 10 mil a\u00f1os. Solamente en intervalos de casi 1 mil mill\u00f3n de a\u00f1os es probable que consuma una galaxia. En ese caso, el disco de acreci\u00f3n y los chorros de plasma podr\u00edan permanecer activos por cerca de 100 millones de a\u00f1os, alterando el ambiente en derredor.<\/p>\n Y sus efectos no se restringen a sus proximidades. Hasta poco tempo atr\u00e1s, antes de que el telescopio espacial Hubble identificara agujeros negros en la mayor\u00eda de las galaxias, los modelos de formaci\u00f3n del Universo eran m\u00e1s precarios. “Ellos preve\u00edan que las galaxias deber\u00edan ser bien mayores de lo que de hecho son por no considerar ese\u00a0 efecto producido por los agujeros negros, que lanzan al medio intergal\u00e1ctico parte de la materia que har\u00eda que las galaxias crecieran”, dice Thaisa. “El descubrimiento de agujeros negros en la mayor\u00eda de las galaxias hizo posible que se llegara a propuestas m\u00e1s pr\u00f3ximas de la realidad.”<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Agujeros negros gigantes convierten parte de la materia que capturan","protected":false},"author":16,"featured_media":0,"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],"coauthors":[105],"class_list":["post-83667","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-astronomia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83667","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\/16"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=83667"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83667\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=83667"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=83667"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=83667"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=83667"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
\n<\/strong>En realidad, el d\u00fao de la UFRGS s\u00f3lo consigue explicar la mayor eficiencia en la producci\u00f3n de los chorros si el agujero negro estuviera girando muy r\u00e1pidamente. Por los c\u00e1lculos de Rodrigo, los agujeros negros observados por el telescopio Chandra est\u00e1n en rotaci\u00f3n a velocidades alt\u00edsimas que var\u00edan entre 90% y 99,8% de la velocidad de la luz (300 mil kil\u00f3metros por segundo), el l\u00edmite m\u00e1ximo de rotaci\u00f3n previsto por la Teor\u00eda de la Relatividad General, formulada por Albert Einstein. “A esa velocidad, un agujero negro con esas dimensiones dar\u00eda una vuelta completa al rededor de su eje en solamente 24 horas”, dice Rodrigo, que public\u00f3 sus resultados en el 2007 en la Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y los present\u00f3 el 10 de enero de este a\u00f1o en el 211\u00ba Encuentro Anual de la Sociedad Astron\u00f3mica Americana, el m\u00e1s importante del \u00e1rea.<\/p>\n