¿Cómo puede un agujero negro emitir luz?

Quizás hayas oído que los agujeros negros emiten luz; Los núcleos brillantes que aparecen en las galaxias son el resultado de agujeros negros supermasivos en sus centros.

Si los agujeros negros son tan densos que ni siquiera la luz puede escapar de su gravedad, ¿cómo puede un agujero negro ser brillante?

Algunos de los objetos más famosos y misteriosos del universo, los agujeros negros, se forman cuando mueren las estrellas más masivas.

La estrella explota como una supernova y su núcleo colapsa irreversiblemente.

Al final, hay tanta masa concentrada en un volumen tan pequeño que la velocidad de escape del objeto supera la velocidad de la luz.

Agujero negro versus luz: ¿quién gana?

Como sugiere el nombre, la velocidad de escape es la velocidad a la que debes viajar para salir de la gravedad de un objeto.

La velocidad de la luz es la velocidad más rápida posible en el universo, por lo que si tuvieras que viajar más rápido que esa para escapar, no podrías hacerlo.

La luz que incide sobre un agujero negro no puede reflejarse hacia nosotros, por eso lo llamamos negro.

Cualquier cosa puede convertirse en un agujero negro si es lo suficientemente densa.

Si reduce la Tierra al tamaño de su uña, su velocidad de escape excederá la velocidad de la luz.

Comprender el horizonte de sucesos

A pesar del nombre, a menudo se ven dibujos animados y vídeos de agujeros negros con largos chorros alejándose de ellos y un brillante choque de material a su alrededor.

Aquí se debe hacer una distinción importante respecto de lo que constituye el interior y el exterior de un agujero negro.

El punto de no retorno (el lugar donde la velocidad de escape supera la velocidad de la luz) se conoce como horizonte de sucesos de un agujero negro.

No se puede ver nada más allá de eso.

Sin embargo, la gravedad del agujero negro es tan intensa que constantemente atrae material hacia él.

Esta materia que cae forma una fila llamada disco de acreción que orbita alrededor del agujero negro.

El material del disco de acreción se calienta mucho y los campos magnéticos pueden ser muy fuertes.

Esto hace que el disco de acreción brille y también puede impulsar chorros de material que se alejan del agujero negro.

Sin embargo, todo esto sucede fuera del horizonte de sucesos donde la velocidad de escape es menor que la velocidad de la luz.

El material todavía no puede escapar del interior del agujero negro, sólo de su entorno inmediato. Es sólo una de las formas en que podemos detectar los agujeros negros aunque no podamos verlos directamente.

Núcleos galácticos activos

Los astrónomos creen que la mayoría de las galaxias tienen un agujero negro supermasivo en su centro.

Uno que inclina la balanza en millones y, a veces, miles de millones de veces la masa del Sol.

Algunos agujeros negros supermasivos tienen apetitos particularmente voraces, lo que significa que tienen discos y chorros de condensación.

Estos lugares se conocen como núcleos galácticos activos. Es tan brillante que puede verse a miles de millones de años luz de distancia, demasiado lejos para ver la galaxia misma.

Radiación de Hawking

También se cree que los agujeros negros brillan de otra manera, aunque esto nunca se ha observado.

Se conoce como radiación de Hawking, en honor al famoso físico Stephen Hawking.

Constantemente aparecen pares de partículas a lo largo del horizonte de sucesos, y nunca pueden recombinarse porque una de ellas permanece atrapada para siempre dentro del agujero negro.

De esta manera, el agujero negro debe ceder lentamente su energía y contraerse, un efecto conocido como evaporación del agujero negro.

Probablemente así es como un agujero negro podría morir, en lugar de existir indefinidamente.