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¿Cuánto pesa un agujero negro?

Ni materia oscura ni agujeros negros son ya tan misteriosos para la Astrofísica como sus nombres pudieran sugerir al profano. Desde que el geólogo inglés John Michell describiera teóricamente en 1783

Actualizado 20/05/2007 - 08:26:02
Ni materia oscura ni agujeros negros son ya tan misteriosos para la Astrofísica como sus nombres pudieran sugerir al profano. Desde que el geólogo inglés John Michell describiera teóricamente en 1783 «un cuerpo celeste tan denso que ni siquiera la luz pudiese escapar de él», hasta que el también británico Stephen Hawking probara en 1967 que los agujeros negros -término acuñado por John Weeler- son soluciones a las ecuaciones de Einstein, fenómenos que se originan a partir de colapsos estelares y que poseen una entropía gravitacional propia, los científicos han acumulado una ingente cantidad de conocimientos sobre los agujeros negros.
Son, esencialmente, una región finita del espacio-tiempo provocada por una gran concentración de masa en su interior, con una enorme densidad, lo que origina un campo gravitatorio de tal magnitud que ninguna particula material, ni siquiera la luz, puede escapar de su interior.
Existen agujeros negros de tres tipos -primordiales, supermasivos y de masa solar-, dependiendo de la época en que se formaron -en los orígenes del Universo o en un tiempo posterior- y de la masa que alcanzan. Se sabe, desde que el neozelandés Roy Kerr lo probase en 1963, que los agujeros negros tienen una geometría cuasi-esférica determinada por tres parámetros: su masa, su carga eléctrica y su momento angular.
Efectos gravitacionales
Hasta la fecha, la masa de estos fenómenos celestes se ha medido observando los efectos gravitacionales que provocan sobre los cuerpos que los rodean -los movimientos de «bamboleo» del momento angular o la velocidad de las estrellas cercanas, o de las nubes de gas que orbitan en torno a ellos-, u observando las longitudes de onda de las radiaciones emitidas por el gas absorbido, pero cualquiera de estos métodos es sólo aproximativo.
Nikolai Shaposhnikov y Lev Titarchuk, astrofísicos del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt (Maryland), han descubierto un nuevo método, más «exacto» y fiable, para medir la masa de los agujeros negros (en una escala en la que la unidad es la masa del Sol). Con él han logrado determinar que el agujero negro del sistema binario conocido como Cygnus X-1 -el primer candidato serio a agujero negro, descubierto en 1971- contiene una masa de 8,7 soles, con un margen de error de sólo 0,8 masas solares, algo menos del 10 por ciento.
El sistema binario Cygnus X-1
El Cygnus X-1 consta de una estrella azul supergigante y una masiva pero invisible compañera. Las observaciones ópticas de la oscilación (bamboleo) de la estrella sugerían que dicho objeto era un agujero negro que debía tener unas diez veces la masa solar.
Después de nueve años de trabajo en esta línea, Titarchuk y Shaposhnikov han determinado que la distancia de un agujero negro al «punto de congestión» de su disco de acreción es directamente proporcional a la masa del agujero negro. El gas que el agujero negro absorbe de la estrella cercana cae en espiral y forma un disco a la manera de un anillo de Saturno, en el que se forma un «punto de congestión», a modo de tapón de tráfico, cuya distancia al agujero negro es fácil de medir.
Trabajando de forma independiente, Tod Strohmayer y Richard Mushotzky, también de Goddard, han usado esta técnica para estimar que una fuente emisora de rayos X ultraluminosos en la pequeña y cercana galaxia NGC 5408 aloja un agujero negro supermasivo (los hay que alcanzan miles de millones de masas solares) con una masa de unos 2.000 soles.
Shaposhnikov y Titarchuk han aplicado su método a tres agujeros negros localizados en nuestra Vía Láctea, y demuestran que las masas coinciden con las medidas tomadas antes usando otras técnicas. El artículo que muestra sus resultados está programado para aparecer el 1 de julio en la revista «Astrophysical Journal».
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