Ya hemos hablado un poco de lo que son los agujeros negros (AN) y dejamos un tema abierto en la entrega pasada, ¿cuántos tipos de agujeros negros hay?, ¿en realidad hay diferentes tipos de agujeros negros?, ¿cómo surgen los agujeros negros? Intentaré responder a esas preguntas de manera breve.
Antes que nada, vamos a hablar del tamaño de un agujero negro, si recuerdas, en la entrega anterior hablaba de una cosa que se llama horizonte de sucesos (esa distancia de la que ya nada puede escapar de la gravedad del agujero negro y caerá inevitablemente en él), usando esa idea podemos decir que el tamaño de un agujero negro es la distancia en la que empieza ese punto de no retorno, el horizonte de sucesos (conocido también como radio de Schwarzchild).
Ilustración 1 Esquema de un agujero negro de tipo Schwarzschild. Imagen original de Andrew Hamilton para Journey Into a Schwarzschild Black Hole.
Si hablamos de la masa de los agujeros negros las cosas se ponen un poco más locas, la masa depende de cómo haya surgido el agujero negro. ¿Me estás diciendo que hay diferentes maneras en como surgen los agujeros negros? Si, y precisamente por eso se clasifican de diferente manera. Vamos más a detalle en esto.
Los más pequeños o los más grandes, pero seguro los más viejos de todos. Propuestos por el científico inglés Stephen Hawking y su estudiante Bernard Carr en 1974 (Agujero negro primordial – Wikipedia, la enciclopedia libre), este tipo de AN se formaron en las etapas super tempranas del universo, desde la gran explosión a unos pocos segundos después de que esa ocurrió, los que se formaron antes de 1 segundo de vida del universo son extremadamente pequeños, unas 10 veces la masa de un ácaro, los que se formaron después pueden tener masas de alrededor de miles de millones la masa del sol.
Estos AN se formaron ya que en esas etapas tempranas del universo la densidad era tan alta en todas las regiones del universo bebé que cualquier perturbación podía causar que una región colapsara en sí misma para crear este tipo de AN. Se cree que este tipo de objetos son los que se encuentran en los centros de las galaxias.
Los más comunes. Después de haber creado los AN primordiales el universo perdió la capacidad de colapsar regiones enteras de sí mismo debido a la densidad y entró en la etapa de la creación de AN estelares. En esta etapa no podemos encontrar AN más pequeños que la masa de nuestro sol, típicamente se necesita una estrella que contenga por lo menos 10 de nuestros soles (10 masas solares) y colapsarla sobre sí misma.
El proceso de colapso no es inmediato, la estrella pasa por varias etapas, primero aumentaría su tamaño debido a las fuerzas de empuje que ejerce el material incandescente en su núcleo, después empezaría a colapsar sobre sí misma (la gravedad de la estrella empieza a “ganarle” a las fuerzas nucleares que la hicieron crecer en primer lugar), cuando la estrella llega a cierto límite se puede observar uno de los espectáculos más impresionantes del universo, la estrella explota creando una supernova, toda la masa exterior de la estrella es expulsada hacia el espacio pero su núcleo colapsa gravitacionalmente “rompiendo” la tela del espacio-tiempo y creando un AN estelar.
Ilustración 2 Representación de fusiones de agujeros negros. LIGO (Large Interferometer Gravitational-Wave).
Los monstruos del universo. Teniendo miles de veces la masa del sol, estos objetos son los que se encuentran en el centro de muchas (sino todas) las galaxias conocidas, su presencia en el centro de estas demuestra que los AN no solo son fuente de destrucción sino también son necesarios para mantener el equilibrio de las estructuras más grandes que conocemos.
Los más elusivos. Este tipo de agujeros negros no ha podido ser detectado, sin embargo, las teorías predicen su existencia. Su rango de masa va de las 100 a un millón de masas solares, de tal manera que son significativamente más grandes que los AN estelares pero más pequeños que los AN supermasivos. Existen varios candidatos ya observados para confirmar la existencia de este tipo de AN.
Los primeros descritos por la Relatividad General. Este tipo de AN se forman a partir de estrellas de entre 30 y 70 masas solares, al seguir el proceso explicado más arriba dan origen a AN que tienen más de 3 masas solares.
Hubble Finds Supernova Companion Star after Two Decades of Searching | NASA
Los hipotéticos. Al ser agujeros negros primordiales estos se “evaporan” (desaparecen) en tiempos relativamente cortos, de tal manera que no tenemos evidencia de su existencia.
Ilustración 3 Imágen artística de la supernova 1993J, localizada en la galaxia M81
De acuerdo con lo que hemos visto, los agujeros negros tienen diferentes orígenes, y uno de esos se debe a la muerte de las estrellas, ¿te has preguntado como “funcionan” las estrellas?, ¿Qué las mantiene en equilibrio?, ¿Cómo nacen y por qué mueren?. Lo explico en la siguiente entrega.