¿Qué pasa cuando chocan dos agujeros negros?
Cuando dos galaxias se unen, sus agujeros negros supermasivos (miles de millones el tamaño del sol) eventualmente tienen que interactuar, ya sea en un violento impacto directo o acercándose hacia el centro hasta tocarse uno con otro. Y es ahí donde las cosas se ponen interesantes. En vez de acercase de buena manera, las fuerzas de ambos monstruos son tan extremas que uno de ellos es pateado fuera de la galaxia recién unida a una velocidad tan tremenda que nunca puede regresar. Por su parte, el agujero que da la patada recibe una enorme cantidad de energía, que inyecta en el disco de gas y polvo que lo rodea. Y entonces este disco emite un suave resplandor de rayos X que dura miles de años. El choque de dos agujeros negros es un evento rarísimo.
¿Qué es una supernova y para qué sirve?
Es una estrella de entre 5 y 10 veces la masa del sol que, después de quemar hidrógeno, helio y carbón para mantenerse viva, recurrirá al hierro. Pero la fusión de hierro no libera energía, sino que la absorbe. Entonces el núcleo se enfría, toda fusión cesa, y la pobre estrella implota. Y después, explota. Esta explosión es el acto de violencia más grandioso del cosmos. Una sola supernova puede ser más brillante que una galaxia entera durante unos días. Después de esta fase, el núcleo puede terminar convertido en una enana blanca, en una estrella de neutrones o en un agujero negro. Las supernovas se usan para determinar la distancia a la que está otra galaxia y su velocidad de expansión.
¿De dónde vienen los rayos cósmicos más energéticos?
Las observaciones del Observatorio de Rayos Cósmicos Pierre Auger, en Argentina, en 2007 apuntan a que una de las fuentes de estos rayos es el núcleo activo de las galaxias, o sea los agujeros negros. El 90% de los rayos cósmicos son protones, el 9% son núcleos de helio, mientras que el 1% restante son electrones. Gracias a la baja densidad de la materia del espacio, estas partículas logran viajar en una pieza, hasta que colisionan con otras partículas en nuestra atmósfera, causando chubascos cuya energía y composición se mide en varios observatorios astronómicos.
¿Cuántas galaxias hay y cómo se formaron?
Existen unos 100 mil millones (10011) de galaxias. Ahora bien, el proceso detallado de su formación es otra de las preguntas abiertas de la astronomía. Hay varias teorías según las cuales estructuras pequeñas como cúmulos globulares se fueron uniendo unas a otras bajo las fuerzas gravitacionales. En otros modelos, varias protogalaxias se formaron en un gran colapso simultáneo que podría durar cien millones de años.
¿Qué pasa cuando chocan dos galaxias?
Es muy común que las galaxias choquen e interactúen unas con otras. De hecho, se cree que las colisiones y uniones entre galaxias son uno de los principales procesos en su evolución. La mayoría de las galaxias han interactuado desde que se formaron. Y lo interesante es que en esas colisiones no hay choques entre estrellas. La razón es que el tamaño de las estrellas es muy pequeño comparado con la distancia entre ellas. En cambio, el gas y el polvo sí interactúan de tal manera que incluso llegan a modificar la forma de la galaxia. La fricción entre el gas y las galaxias que chocan produce ondas de choque que pueden a su vez iniciar la formación de estrellas en una región dada de la galaxia.
¿Todavía se están creando galaxias?
Las últimas observaciones indican que sí. La mayoría de las galaxias fueron creadas temprano en la historia del universo, y los astrónomos pensaban que galaxias grandes como la Vía Láctea, que tiene 12.000 millones de años, ya no podían nacer. Pero el telescopio espacial GALEX (Galaxy Evolution Explorer) de la NASA, lanzado en 2003, ha detectado varias galaxias que parecen tener entre cien millones y mil millones de años. Es decir, unos bebés.
¿Cuándo dejarán de nacer estrellas?
Se espera que la era actual de formación de estrellas continuará durante otros cien mil millones de años. Después la “era estelar” comenzará a declinar durante cien trillones de años (1013–1014 años), a medida que las estrellas más pequeñas y de vida más larga, las diminutas enanas rojas, se apaguen. Al final de la “era estelar”, las galaxias estarán compuestas de objetos compactos: enanas pardas, enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros.
¿Qué es la antimateria y por qué hay tan poquita?
La antimateria es algo real y comprobado. Todas las partículas elementales tienen una contraparte con la misma masa pero carga opuesta. Por ejemplo, la antipartícula de un electrón (carga negativa) es un positrón (carga positiva). Cuando una partícula choca contra su antipartícula ambas se destruyen, liberando un estallido de energía conocido como rayo gamma. La antimateria tiene usos médicos prácticos en la tomografía de emisión de positrones (PET). Y podría usarse como combustible de naves espaciales.
En las etapas iniciales de formación del Universo existían pares de partículas-antipartículas de todas clases que eran continuamente creados y destruidos en colisiones. Pero en un momento dado, una reacción llamada bariogénesis violó esta simetría, causando un pequeño exceso de quarks y leptones sobre los antiquarks y antileptones. Desde entonces, nuestro universo está dominado por la materia “normal”.
¿Qué son los agujeros negros? ¿Cómo se forman?
Son objetos muy prevalentes en el universo y tan densos que nada escapa de su atracción gravitacional. Por lo general se forman cuando una estrella se convierte en supernova: su núcleo explota y no existe una fuerza conocida que pueda detener la inmensa gravedad que se cierne sobre él. Se cree que casi todas las galaxias contienen agujeros negros en su centro, millones y miles de millones más masivos que nuestro sol. Algunos de ellos son los objetos más violentos y energéticos del universo: al absorber estrellas, polvo y gases, estos agujeros negros disparan jets de radio y emiten puntos de luz sumamente intensos llamados cuásares ("fuentes de radio casi estelares". Otros, con frecuencia los más viejos (como el que yace en el centro de la Vía Láctea), son tragones más calmados. No podemos observar directamente a los agujeros negros, pero sí vemos el efecto que producen sobre el material que los rodea.
¿Mueren los agujeros negros? ¿Se evaporan?
Las investigaciones de expertos como Stephen Hawking parecen indicar que los agujeros negros no capturan la materia por siempre, sino que a veces hay “goteos” lentos, en forma de una energía llamada radiación de Hawking. Eso significa que es posible que no tengan una vida eterna. Los agujeros se van achicando y sucede que la tasa de radiación aumenta a medida que la masa de agujero disminuye, de tal manera que el objeto irradia más intensamente a medida que se va desvaneciendo. Pero nadie está seguro de lo que sucede durante las últimas etapas de la evaporación de un agujero negro. Algunos astrónomos piensan que permanece un diminuto remanente. En general, el concepto de la evaporación de agujeros negros sigue siendo más bien especulativo.
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