“No existe ninguna prueba de la existencia de agujeros negros”

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Rob Fender en la Winter School of Astrophysics. Foto: IAC.

¿Cuál es la firma de un agujero negro?

La mejor prueba de que algo es un agujero negro se obtiene cuando no ves nada y sin embargo hay objetos dando vueltas en torno a esa nada. Cuando cae materia en un agujero negro, en el denominado 'proceso de acreción', se generan rayos X. Esto significa que hay algo muy caliente en la vecindad. Otra propiedad muy observada en los agujeros negros es la presencia de chorros que se alejan de ellos.

Pero ninguno de estos fenómenos es concluyente. En la actualidad no existe ninguna prueba de la existencia de agujeros negros. Expreso esta duda por rigor profesional. Es posible predecir el comportamiento de los agujeros negros y hay objetos en el Universo que actúan exactamente del modo esperado. Tienes el horizonte de sucesos: cuando algo lo cruza no puede volver a salir, ni la luz es capaz escapar. Demostrar la existencia de esta frontera es extremadamente complejo.

¿Qué son esos chorros?

En el estudio de los agujeros negros existe una imagen común: cuando la materia cae hacia un agujero negro, cruza el horizonte de sucesos y desaparece. Los delgados y alargados chorros de material que se alejan de dichos agujeros negros se llaman jets. Se han visto en los agujeros negros de baja masa que hay en nuestra galaxia (quizás diez veces la masa del Sol). También se observan en el centro de las galaxias, en las cuales su masa puede ser mil millones de veces la solar.

¿Qué se descubre al observar en detalle estos chorros?

Dos cosas. Las velocidades con las que se alejan pueden llegar a ser hasta un 99% la velocidad de la luz. Son los objetos más rápidos de todo el Universo, pero proceden de un agujero negro, lo que es bastante extraño.

La otra es la cantidad de energía en los chorros, que resulta ser muy grande, posiblemente la máxima que uno podría esperar. Es decir, el proceso de caída de materia dentro de un agujero negro puede generar una producción energética determinada, y casi toda se libera en los jets.

¿Cómo se forman los jets?

No tenemos ni idea. Nada debería ser capaz de salir de un agujero negro. Por otro lado, para que los chorros tengan tanta energía y sean tan veloces deben proceder de las cercanías de uno de estos objetos. La mejor explicación que han encontrado los investigadores es que algo ocurre justo antes de que la materia desaparezca en el agujero negro (mientras está cayendo) que hace que el chorro sea tan veloz y, de algún modo, le aporta la energía que le permite escapar.

Mucha gente defiende que mientras la materia cae hacia el agujero negro se construye un campo magnético que llega a ser realmente grande, y entonces... ¡bum! lanza fuera el material. Pero nada de esto ha sido demostrado. Lo que es cierto es que estos chorros salen disparados de los agujeros negros, transportan mucha energía y son muy rápidos. Exactamente cómo lo logran, nadie lo sabe.

Los agujeros negros poseen muchas características sorprendentes...

Efectivamente, por ejemplo, la masa de una galaxia entera parece estar relacionada con la masa concentrada en el agujero negro que existe en su centro. Aunque éste sea muy pequeño en comparación con la galaxia, parece existir una correlación. De algún modo el agujero negro controlaría su tamaño, quizás a través de los chorros. Es imposible observar en vivo este proceso porque su escala temporal es de miles de millones de años. Se trata de un resultado estadístico.

Incluso si estos objetos no fueran agujeros negros, continuarían determinando cómo crece la galaxia. Y esto es importante, pues las galaxias son nuestro medio ambiente, el lugar en el que vivimos.

¿Por qué un agujero negro controlaría el tamaño de la galaxia?

Los científicos proponemos algunas explicaciones. Una galaxia rodeada de materia debería crecer debido a la adición de dicha materia cayendo sobre ella. Pero si la energía liberada por los chorros fuera incrementada por un aumento de la cantidad de materia que cae, estos podrían detener el proceso: los chorros despejarían la materia extra. Un agujero negro actuaría como un termostato: regularía la energía o la temperatura de la galaxia.

¿Tendremos algún día la seguridad de que estas “cosas” son agujeros negros?

El agujero negro más próximo conocido se encuentra a 3.000 años luz de distancia. Si imaginamos que dentro de cien años podremos viajar a un 1% de la velocidad de la luz, todavía necesitaríamos 300.000 años para ir a echar un vistazo. Si fuera posible hacerlo, existen predicciones sobre la apariencia de los objetos cuando son atrapados por un agujero negro que podrían ponerse a prueba.

Si dejas caer un objeto para que sea atraído por un planeta, ves cómo se acelera hasta chocar contra su superficie. En el caso de un agujero negro, se aceleraría hasta que, en el último momento, frenaría hasta permanecer congelado en el horizonte de sucesos. Sólo un agujero negro provocaría esto. Si dejaras caer una linterna cerca de un agujero negro, debería comportarse exactamente así.