¿Cómo se forma un agujero negro?


Hay algo intrínsecamente fascinante en los agujeros negros. Tal vez es que son bestias invisibles que acechan en el espacio que a veces rasgan las estrellas que pasan por la mitad y dispersan sus restos. Sea lo que sea, estos extraños objetos cósmicos siguen cautivando a científicos y laicos por igual. 

¿Pero de dónde vienen los agujeros negros? ¿Cómo se forman y qué les da un poder destructivo tan impresionante?

Antes de que podamos responder eso, tenemos que hacer una pregunta aún más fundamental: ¿Qué es un agujero negro? Básicamente, es un objeto o un punto en el espacio donde la atracción gravitatoria es tan fuerte que nada puede escapar de ella.

Estos objetos extraños surgen como fénix que brota de las cenizas de las estrellas muertas. Cuando las estrellas masivas llegan al final de sus vidas, el hidrógeno que han estado fusionando con el helio está casi agotado. Entonces, estas estrellas monstruosas comienzan a quemar helio, fusionando los átomos restantes en elementos aún más pesados, hasta el hierro, cuya fusión ya no proporciona suficiente energía para sostener las capas externas de la estrella, según la Universidad de Tecnología de Swinburne en el Centro de Astrofísica y Supercomputación de Australia.. Estas capas superiores colapsan hacia adentro y luego explotan como una explosión poderosa y brillante llamada supernova. 

Sin embargo, una pequeña parte de la estrella se queda atrás. Las ecuaciones de la relatividad general de Albert Einstein predicen que si este remanente tiene aproximadamente tres veces la masa del Sol de la Tierra, la poderosa fuerza gravitacional de la estrella remanente abrumará todo lo demás y el material del que está hecho será aplastado hasta un punto infinitamente pequeño con densidad infinita. Las leyes conocidas de la física no pueden manejar tales infinitos tan alucinantes. En algún momento, se rompen y realmente no sabemos qué pasa.

Si este vestigio estelar está solo, un agujero negro generalmente se quedará allí sin hacer mucho. Pero si el gas y el polvo rodean el objeto, ese material será absorbido por las fauces del agujero negro, lo que creará brillantes estallidos de luz a medida que el gas y el polvo se calientan, girando alrededor como el agua que va por un desagüe. El agujero negro incorporará esta masa a la suya propia, permitiendo que el objeto crezca.

Si dos agujeros negros se encuentran, la poderosa gravedad de cada uno atraerá al otro, y se acercarán más y más, girando uno alrededor del otro. Su masa colectiva sacudirá el tejido del espacio-tiempo cercano, enviando ondas gravitacionales. En 2015, los astrónomos descubrieron dichas ondas gravitacionales a través del Observatorio de Ondas Gravitacionales Interferómetro Láser  (LIGO).

Esa fue la primera vez que pudimos ver realmente los agujeros negros y confirmar que existen.

Los investigadores creen que estos agujeros negros supermasivos fueron una vez mucho más pequeños, formándose como agujeros negros de tamaño más modesto en los primeros días de nuestro universo. A lo largo del tiempo cosmológico, estos objetos absorbieron gas y polvo y se fusionaron entre sí para crecer, terminando como monstruos colosales. Pero muchos de los detalles de esta historia siguen siendo confusos.

Los astrónomos han observado objetos llamados quásares, que brillan más que miles de galaxias juntas y se cree que están alimentadas por agujeros negros supermasivos que consumen materia. Los cuásares se han visto hasta los primeros mil millones de años después del Big Bang, cuando se formó nuestro universo, dejando a los científicos reflexionar sobre cómo podrían formarse estos enormes objetos.