¿Existe un límite a cómo de grande puede hacerse un Agujero Negro?

Impresión artística de una agujero negro. Crédito: Victor Habrick.

Por naturaleza, un agujero negro es un objeto extremo, que nace en los últimos pocos minutos de vida de una estrella masiva.

Después de su nacimiento, los agujeros negros pasan la mayor parte de su tiempo consumiendo cualquier materia que pase cerca de su horizonte de sucesos.

El horizonte de sucesos es una región alrededor del agujero negro donde la inmensa fuerza gravitacional se vuelve tan fuerte que nada, ni siquiera la luz – una de las partículas más rápidas del universo – puede escapar.

Una vez que consume suficiente materia, el horizonte de eventos crece para abarcar más área superficial, lo que le permite aspirar aún más materia. Este proceso puede ser largo y agotador, pero teniendo en cuenta que las fusiones de galaxias son bastante comunes en el universo, los agujeros negros de masas medianas (llamados agujeros negros de “masa estelar”) pueden crecer aún más por el consumo de otros agujeros negros. Así que, con el tiempo, los agujeros negros de masas medianas pueden llegar a convertirse en agujeros negros supermasivos (del tipo que se encuentra en el centro de la mayoría de las galaxias).

Por un tiempo, se pensaba que los agujeros negros no se podían hacer más grande que eso, pero nos equivocábamos… Llegamos entonces a los:

Agujeros negros ultramasivos

PKS 0745 (“PKS” para abreviar) es una galaxia elíptica situada a unos 1.300 millones de años luz de la Tierra (en la constelación de Puppis). PKS es notable por ser el ancla central del cúmulo de galaxias, conocido como PKS 0745-19.

Crédito de la imagen: NASA/ CXC/ Stanford/ Hlavacek-Larrondo, J. Et al;
NSF/ NRAO/ VLA

A finales del 2012, la NASA llevó a cabo un estudio de dieciocho agujeros negros supermasivos que se encuentran dentro de los límites de PKS 0745, incluyendo el agujero negro situado justo en el centro galáctico de PKS 0745. Luego descubrieron que estos agujeros negros eran diez veces más masivos de lo que se pensaba. Por otra parte, cada uno de estos nuevos agujeros negros, clasificados de ultramasivos, está rodeado por una gran cantidad de gas caliente. Lo que, a su vez, produce una emisión difusa de rayos X (que se puede ver aquí de color púrpura).

En general, los agujeros negros de masa estelar tienen una masa de entre 4 y 10 soles. Los agujeros negros supermasivos pueden contener más de un millón de masas solares de material. Por otro lado, los agujeros negros ultramasivos pueden tener entre 10 y 40 mil millones de masas solares. Esto significa que, dentro de estos agujeros negros ultramasivos, cabe entre unas 10 y 40 mil millones de masas solares de material.

La pregunta natural es:

¿Cómo de grandes se pueden hacer los agujeros negros?

Sabemos que hay un límite superior e inferior a lo grande que puede ser una estrella o un planeta. Hasta hace unos pocos años, no estábamos seguros de si los agujeros negros tenían que cumplir con las mismas normas (ya que sabíamos que los agujeros negros pueden ser súper pequeños). Un equipo de investigadores de la Universidad de Yale llevan a cabo una investigación y obtienen resultados contradictorios.

Crédito de la imagen: David A. Aguilar/ CfA

Los resultados indicaron que después de un cierto tiempo, el crecimiento de los agujeros negros más masivos empieza a estancarse, y eventualmente “se apagan”. Realmente, sería más preciso decir que se autodestruyen. Una vez que un agujero negro alcanza una masa cercana a 10 mil millones de soles, ya no crece. La razón de esto puede ser la inmensa cantidad de energía que irradian. Con el tiempo puede llegar a ser tan fuerte que, incluso, la principal fuente de alimento del agujero negro (principalmente el gas y el polvo que giran alrededor del horizonte de eventos y se agrupa en un disco de acreción) puede ser expulsada de vuelta al espacio a través de los chorros.

Esto suena bastante razonable, hasta que se considera el hecho de que los astrónomos, desde entonces, han llegado a la conclusión de que existen agujeros negros mucho más masivos de lo que originalmente se esperaba (los agujeros negros ultramasivos). Lo que podría significar que no hay límite superior para el tamaño de un agujero negro. Simplemente no dejan de crecer.

Fuente: From Quarks to Quasars