Cuásares, Agujeros Negros y otros Objetos Cósmicos. Parte I

SegundoPaso ConoSur - Dentro de una concepción atomista del universo, la galaxia viene a ser su componente básico, compuesto por miles de millones de estrellas, que le dan ese brillo característico. En el plano galáctico desde el menos medio siglo los científicos han certificado la existencia de brillantísimos núcleos centrales, cuya emisión no proviene de estrellas consideradas “normales”. A esos núcleos se les ha denominado “Núcleos Galácticos Activos – NGA – cuya simplificación nominal es el de Cuásares

Hace uno días, me encontré con un gran amigo, físico teórico, con quien nos vimos, la última vez el año 1997. Ha pasado un cuarto de siglo y recordábamos que esa última vez en que conversamos – pues en mi caso particular partiría fuera del país para un programa de maestría – fue en el llamado Centro Cultural Estación Mapocho en Santiago, capital de Chile.

En dicho recinto se organizó una actividad, que para los amantes de la ciencia se constituiría en un hecho inolvidable: la primera conferencia de Santiago, organizada por el centro de Estudios científicos de Santiago y cuyo invitado de honor fue el más grande físico teórico del último siglo: Stephen Hawking, cuya sola presencia sobrecogió  acada uno de los que tuvimos la oportunidad de asistir a este encuentro. Esto, más allá de sus limitaciones físicas. Heredero de Albert Einstein y “Lucasian ProfessorShip of Mathematics” de la Universidad de Cambridge en Inglaterra. Cátedra que alguna vez ocupó Isaac Newton. La voz sintetizada de Hawking resonaba en el recinto santiaguino, que escuchaba al físico en un ambiente de silenció absoluto. La primera conferencia de Santiago permitió que miles de personas entráramos en el conocimiento de uno de los fenómenos más singulares y enigmáticos, que se eleva con luces propias en el universo cósmico: los agujeros negros.

Cuásares, Agujeros Negros y otros Objetos Cósmicos. Parte I

Dr Stephen Hawking Cambridge University. 1998.

(Photo by Brian Randle/Mirrorpix/Getty Images)

Stephen Hawking, fallecido el año 2018 hizo aportes de extraordinaria lucidez en el estudio de los agujeros negros, que apasiona y sobrecoge, por lo que significa avanzar en la comprensión del origen del universo, ya que es un verdadero laboratorio teórico en la conceptualización del tiempo en la física, para comprender así la relación entre dos mundos aparentemente contradictorios: el microscópico y el macrocosmos. Unir ese recuerdo junto a la noticia surgida hace pocos días, en que se da cuenta que el equipo internacional de científicos ha demostrado que existe un vínculo crucial entre la interacción de galaxias vecinas y la enorme cantidad de gas necesaria para "alimentar" estos gigantescos fenómenos espaciales superdensos, según el artículo que publican en Nature Astronomy.

Un artículo que nos habla de la existencia de algunos agujeros negros, gigantescos, dotados de masas millones de veces superiores a la de nuestro sol, y emiten enormes cantidades de energía. Conocidos como “agujeros negros supermasivos” todavía resulta un misterio cómo se forman o consiguen suficiente combustible para funcionar. “La doctora Sandra Raimundo, astrofísica e investigadora principal de la Universidad de Southampton, explica en un comunicado que los agujeros negros supermasivos alimentan su actividad, en parte, por la acumulación gradual de gas del entorno que los rodea. Pueden hacer que los centros de las galaxias brillen mucho cuando capturan gas y se cree que este proceso puede influir mucho en el aspecto actual de las galaxias" (1)

El hermoso brillo de un núcleo

Dentro de una concepción atomista del universo, la galaxia viene a ser su componente básico, compuesto por miles de millones de estrellas, que le dan ese brillo característico. En el plano galáctico desde el menos medio siglo los científicos han certificado la existencia de brillantísimos núcleos centrales, cuya emisión no proviene de estrellas consideradas “normales”. A esos núcleos se les ha denominado “Núcleos Galácticos Activos – NGA – cuya simplificación nominal es el de Cuásares (2) Estos NGA, para el enorme brillo que emiten, poseen una masa pequeñísima. Su tamaño no supera la de nuestro sistema solar, con una magnitud lumínica, que se mueve en el rango de 100 mil millones de estrellas, son algo así como todas las luces de la ciudad de Nueva York encerradas en una pequeña bombilla.

Cuásares, Agujeros Negros y otros Objetos Cósmicos. Parte I

Ilustración de la imagen de un cuásar | Europa Press

La pregunta que surge es saber ¿Qué fuente proporciona esta fenomenal energía a los NGA? En general, la comunidad de astrónomos coincide en afirmar, que esa fuente es la gravedad como motor impulsor de los Cuásares. Gravedad surgida del seno de una región del espacio-tiempo que ha recibido el nombre de Agujero Negro, cuyo campo gravitatorio es tan compacto, que ni siquiera la luz puede escapar de él. Un agujero negro puede crearse cuando una estrella colapsa, comprimiendo la materia en un espacio relativamente pequeño. Esto aumenta la fuerza de gravedad hasta un punto en el que nada puede escapar, ni siquiera la luz, de ahí su nombre. La negritud misma hecha ente creador de energía. Estos objetos cósmicos son extraordinarios: pequeños, densos masivos, compactos y de una potencia gravitatoria tal, que en su perímetro se forma un brillo de enorme intensidad, que supera, en un espacio no mayor que nuestro sistema de solar, la potencia radiada por el brillo de cientos de miles de millones de estrellas.

La presencia de los agujeros negros plantea numerosas interrogantes a los estudiosos de estos objetos e incide sobremanera en las concepciones evolutivas del universo, pues las ideas más en boga respecto al origen de este y su mutación, sitúan la formación de las galaxias alrededor de los 3 mil millones de años, fecha muy posterior al llamado Big Bang (3) formados a partir de las masas de gases con mayor temperatura y mayor densidad.

En el caso de Cuásares se afirma que estos surgieron en una etapa relativamente temprana en el tiempo total de vida del universo estimado en unos 15 mil millones de años. El nacimiento de la NGA se sitúan alrededor de los mil millones de años, cifra que no sólo pone en duda la idea, que las galaxias se formaron alrededor de los 3 mil millones de años, sino que también surgieron a partir de las variaciones de densidad en ese primigenio universo, conformado por colosales formaciones gaseosas. Las llamadas mediciones de radiación de fondo, realizadas por la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio de Estados Unidos – NASA por sus siglas en inglés - a través de satélite COBE – Cosmic Background Explorer – indicaron variaciones de temperatura de minúscula intensidad, en las regiones más alejadas y en expansión del universo. Ello demostraba, a los defensores del Big Bang la validez de su teoría pero, ha deparado inmensos dolores de cabeza tan grandes como el cosmos, a aquellos que pretende explicar el cómo pudieron producirse las estructuras cósmicas observadas en los últimos años.

Lo precoz del surgimiento de los primeros cuásares impone serias limitaciones a las teorías sobre la formación de las galaxias. Esto, porque el Cuásar no puede surgir hasta que una galaxia se condense y forma regiones densas en su centro, donde la aglomeración de estrellas es inmensa y la fuerza gravitatoria, que existe en ese eje, adquiere un gran valor y un colapso gravitacional de tal locura y desenfreno, que genera un agujero negro. En el año 2019, para generar aún más controversia se dio a conocer un descubrimiento. Efectivamente, en la reunión anual de la Sociedad Astronómica estadounidense celebrada en Missouri sirvió para que la profesora de física y astrónoma Allison Kirkpatrick, docente de la Universidad de Kansas, dio a conocer al mundo científico un nuevo fenómeno cuya existencia, a priori, se podría catalogar como algo absurdo, “un oxímoron astronómico, los llamados cuásares fríos” donde el concepto del NGA frío especifica a galaxias, que poseen una gran cantidad de gas frío, que poseen un Cuásar central, en su interior, que puede dar lugar al nacimiento de nuevas estrellas (4)

Pablo Jofré Leal

Artículo para SegundoPaso ConoSur

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  1. htpps://www.diarioestrategia.cl/texto-diario/mostrar/4145987/como-agujeros-negros-masivos-alimentan-gas-intergalactico
  2. Los cuásares se forman cuando el agujero negro situado en el centro de una galaxia comienzan a "engullir" toda la materia que se encuentra a su alrededor. Durante este proceso y formando lo que se conoce como un disco de acreción, todo el material que rodea al agujero negro súper masivo se precipita hacia su centro de un modo parecido al que lo haría el agua que se escapa por un sumidero. Y durante este proceso, las velocidades alcanzadas por la ingente cantidad de materia en movimiento dan lugar a la liberación de una descomunal cantidad de energía en forma de ondas de radio, luz, infrarrojo, ultravioleta y rayos X, que hacen de los cuásares los objetos más brillantes del universo conocido. https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/descubierto-nuevo-fenomeno-astronomico-cuasares-frios_14405
  3. Singularidad en el principio del universo cuya teoría sostiene , que el origen del universo se sostienen como producto de una gran explosión derivada de un átomo madre supercondensado. Una de las preguntas más importantes en el campo de la astronomía es "¿cómo se formó el universo?". Para responder, los astrónomos sostienen varias teorías, pero la creencia de que el Big Bang fue el evento que dio origen al universo es la más aceptada. ¿Cuál es la teoría el Big Bang?. La teoría del Big Bang, según la NASA, es la idea de que el universo comenzó en un solo punto, a partir de un grupo de diminutas partículas calientes mezcladas con luz y energía, nada parecido a lo que vemos en la actualidad. En cierto momento, comenzó a expandirse y a estirarse. Y a medida que las partículas se expandieron, se enfriaron y crearon nuevos grupos que, con el tiempo, se convertirían en las primeras estrellas y galaxias. https://www.nationalgeographicla.com/espacio/2022/10/que-fue-el-big-bang
  4. https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/descubierto-nuevo-fenomeno-astronomico-cuasares-frios_14405

Nota: La fotografia de la portada refierela fotografia de la portada refiere, como representación un agujero negro supermasivo que gira rápidamente, rodeado por un disco de acreción. Este disco delgado de material en rotación está compuesto por los restos de una estrella similar a nuestro Sol que fue desgarrada por las fuerzas de marea del agujero negro. El agujero negro está marcado, mostrando la anatomía de este fascinante objeto.

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