En pocas palabras, un agujero negro es un lugar donde la atracción de la gravedad es tan inmensa que ni siquiera la luz puede escapar. Esto incluye todo tipo de partículas e incluso todas las formas de radiación electromagnética. En la teoría general de la relatividad de Einstein, afirma que los agujeros negros comprimen todo tipo de masa en un espacio diminuto. El pequeño espacio es el horizonte de eventos, que es el límite desde donde cualquier forma de materia queda atrapada. Además, la teoría del campo cuántico predice que los agujeros negros también emiten un tipo de radiación llamada Radiación de Hawking. Este se define como un cuerpo negro con una temperatura inversamente proporcional a su propia masa.
Pierre-SImon Laplace y John Michell fueron los primeros en considerar objetos con fuertes campos gravitatorios que pudieran atrapar la luz. Fue Karl Schwarzschild quien proporcionó la primera solución de la relatividad general que caracterizó a los agujeros negros en el año 1916. A lo largo de la comunidad científica, los agujeros negros siempre fueron considerados un misterio matemático hasta 1960 cuando se descubrieron las estrellas de neutrones.
Según la NASA ,
“Un agujero negro es un lugar en el espacio donde la gravedad atrae tanto que ni siquiera la luz puede salir. La gravedad es tan fuerte porque la materia ha sido comprimida en un espacio diminuto. Esto puede suceder cuando una estrella se está muriendo. Como la luz no puede salir, la gente no puede ver los agujeros negros. son invisibles Los telescopios espaciales con herramientas especiales pueden ayudar a encontrar agujeros negros. Las herramientas especiales pueden ver cómo las estrellas que están muy cerca de los agujeros negros actúan de manera diferente a otras estrellas”.
Los agujeros negros se forman cuando estrellas inmensamente masivas repentinamente colapsan o mueren. Una vez que se forma un agujero negro, crece continuamente absorbiendo toda la masa de su vecindad y, en ciertos momentos, incluso puede fusionarse con otros agujeros negros. Los científicos plantean la hipótesis de que en el centro de cualquier galaxia hay un agujero negro supermasivo.
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La mayoría de los agujeros negros se descubren mediante su interacción con la radiación electromagnética y la materia en su vecindad. Los discos de acreción generalmente se forman cuando un agujero negro absorbe materia. Estos discos se calientan por fricción y pueden brillar inmensamente. La presencia de estrellas también puede ayudar en la identificación de la ubicación y el tamaño de un agujero negro. Esto se hace considerando la órbita de estas estrellas, ya que los agujeros negros provocan cambios importantes en la órbita de una estrella.
Tipos de agujeros negros
Los agujeros negros se clasifican en cuatro (4) tipos. El primero es el agujero negro supermasivo o SMBH . Este es el tipo más grande que asciende a una cantidad inconmensurable de masas solares. Esto generalmente se encuentra en el centro de las galaxias más grandes del espacio. En nuestro sistema solar, el SMBH está ubicado en Sagitario A*.
El segundo tipo es el agujero negro de masa intermedia, que es una clase hipotética con una masa que oscila entre cien (100) y un millón (1000000) de masas solares. Aunque aún no se ha probado la existencia de agujeros negros de masa intermedia, existe evidencia indirecta de que existen usando varias posiciones de estrellas conocidas.
El tercer tipo, conocido como agujero negro estelar o agujero negro de masa estelar, se forma cuando una estrella masiva colapsa. Sus masas oscilan entre cinco (5) y cien (100) masas solares y pueden observarse como un estallido de rayos gamma o una explosión de hipernova. Este tipo de agujeros negros también se denominan colapsares.
El último tipo se conoce como microagujero negro , miniagujero negro o agujero negro mecánico cuántico . Fueron presentados por Stephen Hawking en 1971.
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Partes principales de un agujero negro
Hay cinco (5) partes principales de un agujero negro. El primero es el horizonte de eventos, que es la característica definitoria de un agujero negro. Este es el límite donde la materia y la radiación electromagnética solo pueden pasar a la masa del agujero negro y ya no pueden escapar.
El segundo es la singularidad que es el ojo (o centro) del agujero negro. Esta es una región en la que la curvatura se vuelve infinita.
La tercera es la esfera de fotones , que es un límite esférico (sin grosor) donde los fotones se mueven perpendicularmente a la esfera y quedan atrapados en una órbita elíptica con respecto al agujero negro.
La siguiente parte es la ergosfera , esta es el área donde los objetos están siempre en movimiento como resultado de un fenómeno llamado frame-dragging.
La quinta y última parte de un agujero negro es la órbita circular estable más interna o ISCO en la que las partículas orbitan establemente a varias distancias de un objeto central.
Las colisiones de alta energía en una estrella moribunda, junto con el colapso gravitacional, también forman agujeros negros y se logran cuando estas colisiones de alta energía alcanzan una cierta densidad. Una vez que se forma un agujero negro, puede continuar aumentando de tamaño al absorber materia en su vecindad. La materia puede tener cualquier forma, ya sea radiación electromagnética, gas o incluso polvo interestelar.
3 agujeros negros principales
Hay tres (3) grandes agujeros negros observados cerca de nuestra galaxia.
- A0620-00 . Este es un sistema estelar binario que pertenece a la constelación de Monoceros. Este sistema consta de dos objetos principales, una estrella de secuencia y una masa desconocida donde los científicos creen que es un agujero negro de masa estelar. Este sistema está aproximadamente a tres mil (3000) años luz de distancia.
- Cygnus X-1 . Este es un tipo de sistema de fuente de rayos X galáctico que se encuentra en la constelación de Cygnus y es ampliamente aceptado por los científicos como un agujero negro. Descubierto en 1964, este sistema es de los objetos astronómicos más estudiados en el espacio estimado en tener una masa de quince (15) veces la de nuestro Sol. Este mismo sistema también pertenece a una asociación estelar conocida como Cygnus OB3. Esto significa que Cygnus X-1 tiene unos cinco (5) millones de años y proviene de una estrella progenitora con más de cuarenta (40) masas solares.
- V404 Cigni . Este es un sistema binario y un microquásar que consta de un agujero negro con una masa de doce. También tiene una estrella compañera K con una masa más pequeña que la de nuestro Sol. El agujero negro y la estrella orbitan entre sí a corta distancia. Debido a la intensa gravedad del agujero negro (y también a su proximidad), la estrella pierde masa en el disco de acreción del agujero negro.
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Según Stephen Hawking, en condiciones generales, el área total de un agujero negro nunca disminuye, incluso después de absorber masa. Esta hipótesis ahora se llama la segunda ley de la mecánica de los agujeros negros, que es bastante similar a la segunda ley de la termodinámica que establece que la suma total de entropía de cualquier sistema nunca puede disminuir. El vínculo de estas dos leyes se complementó aún más con el hecho de que los agujeros negros pueden irradiar radiación de cuerpo negro a una temperatura particular. Este evento se basó en la teoría del campo cuántico descubierta por Stephen Hawking.