Huecos Negros Supermasivos

Otra pregunta que se hacen los astrónomos locos (¿o serán los locos que son astrónomos?) cuando miran al universo por sus telescopios y satélites es: ¿Por qué las estrellas están tan lejos unas de otras? Usando la teoría del Big Bang uno entiende porqué las galaxias están bien lejos unas de otras. La razón es que el universo crece y se expande con el paso del tiempo. Y como han pasado 14 billones de años desde la Gran Explosión Inicial, pues estos enjambres de estrellas, polvo y materia oscura que llamamos galaxias han sido llevados por este espaciotiempo que se infla a estar cada vez más lejos unas de otras como una tabla de surfing es movida por una ola del mar.



Pero las galaxias mantienen a todas las billones de estrellas que las integran juntas por gravedad. Se mueven como un colectivo en el gran mar del espaciotiempo universal inflable. Una estrella, como seguro saben, es una gran esfera de gas (mayormente hidrógeno) miles de veces más grande que todo el planeta Tierra. Pero, ¿qué impide que se formen unas estrellas justo al lado de las otras de las grandes nubes de gas primordiales que se coagularon en proto-galaxias luego del Big Bang? Esto a veces pasa, claro está, y se conocen como estrellas binarias . Dos estrellas que están bien cerca una de la otra, y cada una es como si fuese un planeta de la otra, girando en un tango cósmico impresionante.

Pero por suerte esto es una ocurrencia relativamente rara. La mayoría de las estrellas están solas y aisladas de todas las demás. La distancia promedio entre una estrella y otra en una galaxia típica es de varios años-luz (acuérdense que un año-luz es la distancia que la luz recorre en un año, y la luz viaja a la friolera de 300,000 kilómetros CADA SEGUNDO. Un año-luz es casi un cuadrillón [10¹²] de kilómetros). Y es una suerte que estén tan aisladas unas de otras porque con sobre 250 billones de estrellas en una galaxia habrían muchísimos “choques” entre unas estrellas y otras de no ser así. Pero si las estrellas se pasaran chocando o cruzando cerca unas de las otras no habría sistemas planetarios pues estos “encuentros cercanos” entre estrellas desbaratarían los planetas y los sacarían de sus órbitas.

Es bueno para los habitantes de los planetas que esto sea así, pero hasta hace poco esto era un misterio en el estudio de la evolución y formación de estructuras galácticas. ¿Qué procesos físicos son responsables de hacer que una nube de gas se fragmente y sus aglomeraciones de gas proto-estelares estén tan lejos unas de otras? Y los culpables de esto parecen ser los huecos negros supermasivos.

Un descubrimiento asombroso, (y lo divertido de estudiar astrofísica es que casi todos los descubrimientos que se hacen lo son), de la década de los 90 fue el hecho de que casi todas las galaxias cuyos núcleos podemos estudiar tienen un gigantesco hueco negro adentro. Incluyendo nuestra propia galaxia de la Vía Láctea, que tiene un hueco negro gigante denominado Sagitario A que pesa sobre 2.6 MILLONES de masas solares. Es como meter 2.6 BILLONES de veces los 10²⁴ kilogramos que pesa TODO en la Tierra en un espacio menor que un grano de arena. Qué concepto tan bárbaro, ¿no? Aplastar estas cantidades inmensamente grandes de materia para obligarlas a caber en un espacio tan pequeño requiere de una fuerza de gravedad tan grande que no hay nada en el universo que se le pueda oponer. Esto deforma el espaciotiempo de una manera tan salvaje que todas las leyes de la física que conocemos pierden todo sentido. Un hueco negro supermasivo es un monstruo invisible que se traga todo lo que caiga en sus garras gravitatorias, y todo lo que entra en él se pierde total y completamente de este universo. Son negros porque se tragan hasta la propia luz. Son puertas a un Hades cósmico del cual nunca habrá salida y los que por ellas pasan deberán perder toda esperanza de regresar, como en el Infierno de Dante.

La teoría más aceptada actualmente indica que lo primero que se forma en una galaxia nueva cuando nace es uno de estos huecos negros que entonces empieza a tragarse de forma voraz todas las trillones de toneladas de gas y materia que tiene a su alrededor. Al irse tragando estas inmensas cantidades de gas, y debido a la fricción de caer hacia el hueco negro a la velocidad de la luz, este potaje cósmico se calienta a temperaturas que desafían la imaginación encendiendo una de las conflagraciones más brillantes y energéticas de todo el universo. Como dije en una entrada anterior, se cree que este mecanismo es responsable de los quasares y de los jets relativistas que se observan en los núcleos de galaxias activas.

Hace algunos años, Laura Ferrarese y sus colaboradores de la Universidad de Rutgers descubrieron otra pista interesante. Mientras más pesado era el hueco negro supermasivo en el centro de la galaxia más rápido giraban las estrellas en la periferia de esa galaxia. ¿Pero que relación podía haber entre estas 2 cantidades si las estrellas en la periferia de una galaxia están a decenas de miles de años-luz de distancia del hueco negro? Por más grande que sea la gravedad en la vecindad del hueco negro no puede tener un brazo tan largo como para acelerar estrellas a tan enormes distancias de éste.

Todo parece indicar que en la formación de cada galaxia el hueco negro juega un papel importante en la formación de todas las demás estrellas. Cuando se forma el hueco negro supermasivo en el centro y éste empieza a tragar materia en grandes cantidades se generan enormes flujos de radiación X y radiación gamma de alta energía. Este viento energético barre hacia atrás las capas exteriores de gas. Esto crea bolsillos de variada densidad y se especula que esto sirva de semilla para un período de formación intensa de nuevas estrellas. Al barrer el gas hacia regiones lejos del hueco negro las estrellas se separan bien lejos unas de otras, y el hueco negro se queda sin comida. Mientras más grande y densa sea la región central donde está el hueco negro, más se tardará esto en ocurrir y más rápido irán viajando las estrellas exteriores cuando este festín estelar termine.

La moraleja de este cuento astronómico es que sin estos huecos negros masivos, (que ahora vamos descubriendo por todos lados pero hace apenas 20 años atrás ni creíamos que existiesen), las estrellas probablemente estarían enbonchadas muy cerca unas de otras. Y no habría planetas. Y sin planetas no hay vida ni evolución. Y sin evolución no existiría este blog ni el que los escribe ni los que lo leen. Así que aunque usted no lo crea, le debe la vida a un monstruoso hueco negro supermasivo comelón en el centro de la Vía Láctea.

La física te da sorpresas. Sorpresas te da la física. ¡Ay, Dios!