Animaciones de la NASA miden los agujeros negros más grandes del universo

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Esta imagen de una nueva animación de la NASA compara los tamaños de tres agujeros negros supermasivos con las órbitas de los planetas de nuestro sistema solar. El agujero negro en el centro de la galaxia Circinus se muestra arriba a la izquierda, sin etiqueta. Debajo se encuentra el agujero negro supermasivo de la galaxia M32. Y a la derecha está el agujero negro más masivo en el corazón de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Crédito: NASA Goddard Space Flight Center Concept Imaging Laboratory

Una nueva animación de la NASA destaca el ‘súper’ de los agujeros negros supermasivos. Estos monstruos acechan en los centros de las grandes galaxias, incluida nuestra propia Vía Láctea, y contienen entre 100 000 y decenas de miles de millones de veces la masa de nuestro sol.

«Las mediciones directas, muchas realizadas con el Telescopio Espacial Hubble, confirman la existencia de más de 100 agujeros negros supermasivos», dijo Jeremy Schnittman, físico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “¿Cómo se hacen tan grandes? Cuando las galaxias chocan, sus agujeros negros centrales eventualmente también pueden fusionarse».

En 2019 y 2022, una red de radioobservatorios de todo el planeta llamada telescopio Event Horizon recibirá las primeras imágenes de los agujeros negros gigantes en los centros de M87 y la Vía Láctea, respectivamente. Descubrieron un anillo brillante de gas caliente que giraba alrededor del cinturón circular de oscuridad.

Cualquier luz que cruza el horizonte de sucesos, el punto de no retorno del agujero negro, queda atrapada para siempre, y cualquier luz que pasa cerca de él es redirigida por la intensa gravedad del agujero negro. Juntos, estos efectos crean una «sombra» de aproximadamente el doble del tamaño del horizonte de eventos real del agujero negro.

Todos los agujeros negros monstruosos no son iguales. Mire este video para ver cómo se comparan entre sí y con nuestro sistema solar. Los agujeros negros que se muestran, que van desde 100.000 hasta más de 60.000 millones de veces la masa de nuestro Sol, se miden por el tamaño de sus sombras, una banda circular de aproximadamente el doble del tamaño de sus horizontes de eventos. Solo uno de estos objetos masivos vive en nuestra galaxia y está a 26.000 años luz de distancia. Los agujeros negros más pequeños se muestran en colores azulados porque se espera que su gas sea más caliente que los más grandes en rotación. Los científicos creen que todos estos objetos brillan más intensamente bajo la luz ultravioleta. Crédito: NASA Goddard Space Flight Center Concept Imaging Laboratory

Una nueva animación de la NASA muestra 10 agujeros negros supermasivos que ocupan un lugar central en sus galaxias anfitrionas, incluidas la Vía Láctea y M87, medidos por el tamaño de sus sombras. Comenzando cerca del sol, la cámara retrocede constantemente para comparar agujeros negros más grandes con varias estructuras en nuestro sistema solar.

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La primera es 1601+3113, una galaxia enana con un agujero negro de 100.000 masas solares. La materia está tan comprimida que incluso la sombra de un agujero negro es más pequeña que nuestro sol.

El agujero negro en el corazón de nuestra propia galaxia, llamado Sagitario A* (pronunciado ay-star), tiene una masa de 4,3 millones de soles, según observaciones a largo plazo de las estrellas que lo orbitan. Su diámetro de sombra es aproximadamente la mitad de la órbita de Mercurio en nuestro sistema solar.

El agujero negro supermasivo de nuestra galaxia, Sagitario A*, visto por el Event Horizon Telescope. Contiene la masa equivalente a 4,3 millones de soles y está a unos 26.000 años luz de distancia. Crédito: Asociación EHT

La animación muestra dos agujeros negros supermasivos conocidos como NGC 7727. Ubicados a unos 1.600 años luz de distancia, uno pesa 6 millones de masas solares y el otro pesa más de 150 millones de soles. Los astrónomos dicen que la pareja se fusionará en los próximos 250 millones de años.

«Desde 2015, los observatorios de ondas gravitacionales en la Tierra han detectado fusiones de agujeros negros con decenas de masas solares debido a las pequeñas ondas en el espacio-tiempo que causan estos eventos», dijo el astrofísico de Goddard Ira Thorpe. «La fusión de agujeros negros supermasivos producirá ondas de frecuencia mucho más bajas que pueden ser detectadas por un observatorio espacial millones de veces más grande que sus contrapartes terrestres».

Los dos nodos brillantes en el centro de la galaxia NGC 7727 representan un denso cúmulo de estrellas que rodean un agujero negro supermasivo. La pareja está separada por solo 1.600 años luz. Los astrónomos esperan que se fusionen en los próximos 250 millones de años. Crédito: ESO/Voggel et al.

Es por eso que la NASA se está asociando con la ESA (Agencia Espacial Europea) para desarrollar su misión LISA, una antena espacial de interferómetro láser que se espera sea lanzada en la próxima década. LISA consistirá en una constelación de tres naves espaciales en un triángulo que disparan rayos láser de un lado a otro a lo largo de millones de millas para medir con precisión su separación. Esto permitiría la detección del paso de ondas gravitacionales de fusiones de agujeros negros con masas de hasta varios cientos de millones de masas solares. Los astrónomos están explorando otros métodos de detección para combatir fusiones más grandes.

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En una escala mayor en la animación está el agujero negro en M87, que ahora tiene una masa actualizada de 5.400 millones de soles. Su sombra es tan grande que incluso un rayo de luz que viaja a 670 millones de mph (1000 millones de km/h) tardaría unos dos días y medio en atravesarla.

La luz del agujero negro supermasivo conocido como TON 618 (circular) tarda más de 10 mil millones de años en llegar hasta nosotros. Crédito: SDSS

La película termina con TON 618, uno de los pocos agujeros negros masivos y extremadamente distantes de los que los astrónomos tienen mediciones directas. Este gigante contiene más de 60 mil millones de masas solares y tiene una sombra tan grande que un rayo de luz tardaría semanas en atravesarla.

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