Un 'planetario' con los agujeros negros de nuestra galaxia

Las estrellas que nacen con más de 20 veces la masa del sol terminan sus vidas como agujeros negros. Como su nombre indica, los agujeros negros no brillan por sí solos porque nada puede escapar de ellos, ni siquiera la luz.

Hasta 2015, cuando los astrónomos detectaron por primera vez la fusión de agujeros negros a través de las ondas del espacio-tiempo llamadas ondas gravitacionales, la forma principal de encontrar este fenómeno era buscarla en sistemas binarios donde los agujeros negros interactuaban con estrellas compañeras. Y la mejor manera de hacerlo era mirar en rayos X.

Esta visualización de la NASA muestra 22 binarios de rayos X en nuestra galaxia, la Vía Láctea, y su vecina más cercana, la Gran Nube de Magallanes, que alberga agujeros negros de masa estelar confirmada. Los sistemas aparecen a la misma escala física, demostrando su diversidad. Su movimiento orbital se acelera casi 22.000 veces, y los ángulos de visión replican cómo los vemos desde la Tierra.

Cuando se combina con una estrella, un agujero negro puede acumular materia de dos maneras. En muchos casos, una corriente de gas puede fluir directamente desde la estrella hasta el agujero negro. En otros, como el primer sistema de agujeros negros confirmado, Cygnus X-1, la estrella produce un flujo de salida denso llamado viento estelar, parte del cual se acumula en la intensa gravedad del agujero negro. Hasta el momento, no hay un consenso claro sobre qué modo utiliza GRS 1915, el gran sistema en el centro de la visualización.

Cuando llega al agujero negro, el gas entra en órbita y forma una estructura ancha y aplanada llamada disco de acreción. El disco de acreción de GRS 1915 puede extenderse más de 80 millones de kilómetros, mayor que la distancia que separa a Mercurio del sol. El gas en el disco se calienta a medida que gira lentamente en espiral hacia adentro, brillando en luz visible, ultravioleta y finalmente en rayos X.

Los colores de las estrellas van desde el blanco azulado hasta el rojizo, lo que representa temperaturas desde cinco veces más calientes hasta un 45% más frías que nuestro sol. Debido a que los discos de acreción alcanzan temperaturas aún más altas, utilizan un esquema de color diferente.

Si bien los agujeros negros se muestran en una escala que refleja sus masas, todos se muestran mucho más grandes que en la realidad. El agujero negro de Cygnus X-1 pesa alrededor de 21 veces más que el sol, pero su superficie, llamada horizonte de sucesos, se extiende solo alrededor de 124 kilómetros. Las esferas de gran tamaño también ocultan las distorsiones visibles que producirían los efectos gravitatorios de los agujeros negros.