2024 fue un gran año para los agujeros negros.(Crédito de la imagen: Robert Lea creado con Canva)
Nuestra fascinación por los agujeros negros es bastante comprensible; su límite unidireccional, el «horizonte de sucesos», atrapa la luz, lo que significa que ninguna señal puede viajar nunca desde el interior de un agujero negro al exterior. El borde del agujero negro es, por tanto, una región del espacio y el tiempo que prohíbe expresamente la entrada de intrusos. Es una receta para el misterio. Y a todos nos gustan los misterios, especialmente a los científicos.
Esto se ve agravado por el hecho de que en el centro del agujero negro se encuentra una singularidad, en cuyo punto todas nuestras leyes de la física se rompen, convirtiendo en un galimatías incluso nuestros logros más matizados y profundos en física. Acércate al horizonte de sucesos de un agujero negro en una misión de descubrimiento de un solo sentido, e incluso si sobrevives, tus colegas lejanos no podrán alejarte con la mano. Como el tiempo y el espacio se deforman tan drásticamente en ese punto, parecerás congelado para siempre en el borde del horizonte de sucesos.
Sin embargo, eso no significa que no sepamos nada sobre estos titanes cósmicos. Cada año, la humanidad hace más descubrimientos sobre los agujeros negros, algunos de ellos impactantes, otros tranquilizadores (son los laboratorios ideales para probar y confirmar la relatividad general, nuestra mejor teoría de la gravedad) y otros simplemente extraños.
Los últimos 12 meses no han sido una excepción a este progreso. universeexpedition.com se enorgullece de guiarte a través de los descubrimientos de agujeros negros más importantes de 2024.
1) ¡Un agujero negro de rápido crecimiento se come un sol al día!
Con la llegada de la Navidad de 2024 y el Año Nuevo de 2025, muchos de nosotros nos pondremos a dieta para contrarrestar los efectos de nuestro período anual de excesos. En febrero de 2024, los astrónomos descubrieron un agujero negro lejano que es el amo de los excesos.
El agujero negro supermasivo está tan lejos de la Tierra que la luz emitida por el material que lo rodea ha tardado 12.000 millones de años en llegar hasta nosotros. Es visible casi al alba de los tiempos porque este monstruo, con una masa de entre 17.000 y 19.000 millones de veces la del Sol, potencia el cuásar más brillante jamás visto por la humanidad.
¡Mantener esta emisión requiere que el agujero negro consuma cada día el equivalente a la masa del Sol en gas y polvo!
«Hemos descubierto el agujero negro de crecimiento más rápido conocido hasta la fecha. Tiene una masa de 17.000 millones de soles y se come algo más de un sol al día», declaró en un comunicado Christian Wolf, astrónomo de la Universidad Nacional de Australia y jefe del equipo descubridor. «Esto lo convierte en el objeto más luminoso del universo conocido».
Este cuásar, designado J0529-4351, es tan luminoso que, si se colocara junto al Sol, ¡sería 500 billones de veces más brillante que nuestra estrella! Más vale apagar las luces de Navidad antes de tiempo.
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2) Halladas las primeras estrellas binarias alrededor del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea
Las estrellas binarias son bastante comunes, ya que se prevé que más de la mitad de las estrellas comparten espacio con una compañera. Así que puede que te sorprenda encontrar el descubrimiento de un sistema estelar binario en esta lista (sobre todo porque se supone que es sobre agujeros negros, y esta es solo la entrada dos, maldita sea).
Sin embargo, no se trata de lo que los astrónomos han encontrado, sino de dónde lo han encontrado. A mediados de diciembre de 2024, los científicos descubrieron un par de estrellas binarias denominadas D9 que orbitan cerca de Sagitario A* (Sgr A*), el agujero negro supermasivo situado en el corazón de la Vía Láctea.
Esto es extraordinario porque se pensaba que la inmensa gravedad de Sgr A*, que tiene una masa de unos 4,2 millones de veces la del Sol, y la de otros agujeros negros supermasivos era demasiado destructiva para permitir la existencia de estrellas binarias cerca.
Aunque D9 es relativamente joven, con sólo 2,7 millones de años (en comparación con nuestro Sol, de 4.600 millones de años) y sus descubridores esperan que sus dos estrellas se vean pronto obligadas a fusionarse, este descubrimiento indica que los entornos en torno a los agujeros negros supermasivos podrían no ser tan turbulentos como se temía.
Eso significa que existe la posibilidad de que incluso se formen planetas, aunque sea brevemente, alrededor de las estrellas de alta velocidad azotadas por la gravedad de Sgr A*. «Los agujeros negros no son tan destructivos como pensábamos», afirmó en un comunicado Florian Peißker, autor principal de la investigación y científico de la Universidad de Colonia.» Parece plausible que la detección de planetas en el centro galáctico sea sólo cuestión de tiempo.»
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3) Descubierto el primer «triple agujero negro
Cleary «dos son compañía» para algunas estrellas que orbitan agujeros negros, pero en octubre de 2024 los astrónomos descubrieron con sorpresa que algunas estrellas en sistemas triples permiten que un compañero se quede incluso después de haberse transformado en un agujero negro.
Este conocimiento llegó a través del descubrimiento del primer «triple agujero negro», consistente en un agujero negro que se alimenta hambriento de una estrella compañera mientras es orbitado por una estrella más distante y cautelosa.
El sistema V404 Cygni, que se encuentra dentro de la Vía Láctea a unos 8.000 años luz de la Tierra, ya era conocido por los astrónomos y había sido bien estudiado, pero no ha sido hasta este año cuando los científicos han relacionado la estrella más lejana con el sistema.
Una ilustración muestra al agujero negro de V404 Cygni alimentándose de una víctima estelar mientras una estrella más precavida del sistema mantiene las distancias (Crédito de la imagen: NASA)
El descubrimiento es importante porque implica que los agujeros negros pueden formarse de una forma más suave que no «expulsa» a las estrellas distantes menos unidas, como lo harían las explosiones de supernovas que normalmente se cree que acompañan al nacimiento de un agujero negro.
«Este sistema es súper emocionante para la evolución de los agujeros negros, y también plantea preguntas sobre si hay más triples por ahí», dijo Kevin Burdge del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) a universeexpedition.com por correo electrónico. «El hecho de que esta estrella siga ligada es sorprendente porque implica que recibió una patada natal de baja energía.
«En general, no es sorprendente que los agujeros negros estén en triples porque una gran fracción de las estrellas masivas están en triples, pero lo que es sorprendente es que este sistema mantuviera el triple después de formar el agujero negro.»
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4) Los esquivos agujeros negros de masa intermedia salen de su escondite
Hasta ahora en esta lista hemos hablado de agujeros negros supermasivos con masas de millones a miles de millones de veces la del Sol y de agujeros negros de masa estelar con un rango de masas mucho menor, de 10 a 1.000 masas solares. Pero debe haber algunos agujeros negros entre estas dos clases de agujeros negros.
Sin duda los hay. Se cree que los agujeros negros de masa intermedia se sitúan dentro de esta brecha de masa, actuando como un «eslabón perdido» que ayuda a algunos agujeros negros a alcanzar el estado de supermasivos. El prefijo «faltante» se aplica porque esta clase de agujero negro ha sido frustrantemente elusiva.
En julio de 2024, utilizando el telescopio espacial Hubble, los astrónomos divisaron lo que creen que es un agujero negro de eslabón perdido en Omega Centauri, los restos de una galaxia canibalizada hace mucho tiempo por la Vía Láctea.
Este acto de canibalismo cósmico privó a este agujero negro de masa intermedia del alimento que necesitaba para crecer más allá de su masa de 8.200 veces la del Sol, «congelándolo en el tiempo».
«A una distancia de unos 18.000 años luz, se trata del ejemplo conocido más cercano de agujero negro masivo», declaró en un comunicado Maximilian Häberle, miembro del equipo y estudiante de doctorado del Instituto Max Planck de Astronomía.
Al mes siguiente, otro equipo de investigadores descubrió indicios de otro agujero negro de masa intermedia, esta vez al acecho cerca del agujero negro supermasivo Sagitario A* (Sgr A*), en el corazón de la Vía Láctea, a unos 27.000 años luz de la Tierra.
Se esperan años para ver un agujero negro de tamaño medio, y luego aparecen dos casi a la vez.
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5) Un agujero negro supermasivo se coge una rabieta
En 2018, el Event Horizon Telescope (EHT) reveló al mundo la primera imagen de un agujero negro, concretamente el agujero negro supermasivo situado en el corazón de la lejana galaxia Messier 87 (M87).
Seis años más tarde, el estudio de este agujero negro, designado M87*, que tiene una masa equivalente a unos 5.400 millones de soles, por el EHT sigue aportando ciencia importante. En diciembre de 2024, los científicos responsables del proyecto revelaron que el EHT, compuesto por telescopios de todo el planeta que forman un instrumento virtual del tamaño de la Tierra, fue testigo de la erupción del mismo agujero negro con una potente e inesperada explosión.
Curva de luz de la llamarada de rayos gamma (abajo) y colección de imágenes casi simultáneas del chorro de M87 (arriba) a varias escalas obtenidas en radio y rayos X durante la campaña de 2018. (Crédito de las imágenes: Colaboración EHT, Colaboración Fermi-LAT, Colaboración HESS, Colaboración MAGIC, Colaboración VERITAS, Colaboración EAVN).
Esta llamarada de rayos gamma duró tres días a finales de abril de 2018. No solo fue la primera vez que M87* emitió una llamarada desde 2010, sino que esta explosión fue más energética que las emisiones anteriores.
Al estudiar esta explosión, los científicos del EHT esperan aprender más sobre la estructura que rodea a los agujeros negros supermasivos, en particular los discos aplanados de gas y polvo que los alimentan, llamados discos de acreción. La emisión ya ha revelado que el chorro de partículas de alta velocidad que brota de M87* a una velocidad cercana a la de la luz se extiende tanto que su salida de M87* se comparó a la de una ballena azul que brota de una sola bacteria.
«En particular, estos resultados ofrecen por primera vez la posibilidad de identificar el punto en el que se aceleran las partículas que provocan la llamarada, lo que podría resolver un antiguo debate sobre el origen de los rayos cósmicos [partículas de muy alta energía] procedentes del espacio detectados en la Tierra», declaró en un comunicado Giacomo Principe, jefe del equipo e investigador de la Universidad de Trieste.
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6) Gaia descubre un agujero negro gigante dormido cerca de la Tierra
En abril de 2024, el telescopio espacial de rastreo estelar Gaia descubrió su tercer agujero negro. Este agujero negro, conocido como «BH3», no solo es el segundo más cercano a la Tierra, a solo 2.000 años luz de distancia (el agujero negro más cercano, BH1, también fue descubierto por Gaia, pero en 2023), sino que también es un poco monstruoso.
BH3 tiene una masa equivalente a unos 33 soles. Si bien eso significa que palidece en comparación con los agujeros negros supermasivos, en comparación con otros agujeros negros cercanos de masa estelar, BH3 es bastante monstruoso. Es un poco como comparar al monstruo de Frankenstein con Godzilla.
Es la primera vez que se encuentra un agujero negro de masa estelar tan masiva cerca de la Tierra.
Un diagrama que muestra la ubicación de los tres agujeros negros descubiertos por Gaia (Crédito de la imagen: ESA/Gaia Collaboration)
«Encontrar el BH3 de Gaia es como el momento de la película “Matrix” en el que Neo empieza a “ver” la matriz», dijo George Seabroke, científico del Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard del University College de Londres y miembro del Grupo de Trabajo de Agujeros Negros de Gaia, en un comunicado enviado a universeexpedition.com. «En nuestro caso, ‘la matriz’ es la población de agujeros negros estelares latentes de nuestra galaxia, que estaban ocultos para nosotros antes de que Gaia los detectara».
El investigador principal del equipo del descubrimiento, Pasquale Panuzzo, del CNRS, Observatorio de París (Francia), declaró en un comunicado: «Este es el tipo de descubrimiento que se hace una vez en la vida de investigador».
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7) Una nueva mirada a «nuestro» agujero negro supermasivo
Esta lista nos ha llevado hasta los confines del universo observable para analizar algunos de los primeros agujeros negros. ¿Qué mejor manera de terminar que volver a casa para visitar Sgr A*, el agujero negro supermasivo situado en el corazón de nuestra galaxia?
Pero no se trata de una visita superficial: Sgr A* fue noticia en 2024, sobre todo en marzo, cuando el EHT captó un nuevo aspecto del conocido agujero negro. El telescopio virtual del tamaño de la Tierra fue capaz de capturar Sgr A* en luz polarizada por primera vez.
El agujero negro supermasivo en el corazón de la Vía Láctea, Sgr A*, visto en luz polarizada por primera vez (Crédito de la imagen: EHT Collaboration).
Esta nueva observación no sólo reveló que los potentes campos magnéticos están bien organizados alrededor de Sgr A* al igual que lo están alrededor del mucho más masivo M87*, sino que insinuó una característica aún no descubierta sobre nuestro agujero negro.
«Esperamos que los campos magnéticos fuertes y ordenados estén directamente relacionados con el lanzamiento de chorros como observamos en M87*», dijo a universeexpedition.com Sara Issaoun, codirectora de la investigación y becaria Einstein del Programa de Becas Hubble de la NASA en el Centro de Astrofísica (CfA) de Harvard y Smithsonian. «Dado que Sgr A*, sin chorro observado, parece tener una geometría muy similar, quizás también haya un chorro al acecho en Sgr A* esperando a ser observado, ¡lo que sería súper emocionante!».
Quizá en 2025 se manifiesten más pruebas de dicho chorro.
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Como ya se ha mencionado, a los agujeros negros les gusta mantener sus secretos cerca del corazón, así que quién sabe qué novedades importantes llegarán a esta lista dentro de doce meses, cuando 2025 esté a punto de terminar.
Sin embargo, una cosa no es ningún misterio: Al igual que desde hace un cuarto de siglo, universeexpedition.com estará presente en 2025 para documentar cada paso que se dé en la búsqueda de la comprensión de los agujeros negros, y esperamos que tú estés a nuestro lado.
