¿Cuánto tiempo tarda en formarse un agujero negro? | Vacío cósmico

Es muy fácil sentirse abrumado por las escalas de tiempo geológico; por ejemplo, esta noticia del lago Paratetis, más grande que el mar Mediterráneo, que se secó hace casi 8 millones de años. En biología tampoco parecen muy manejables los tiempos en los que evolucionan las especies, y por ello, en parte, la evolución es un proceso fácilmente confuso, como el que ha estado circulando en las últimas semanas, incluso si hay bacterias que mutan y evolucionar en escalas de tiempo muy cortas. Entonces, ¿qué vamos a decir sobre las escalas de tiempo utilizadas en astrofísica? ¿Cómo podemos entender y apreciar que sabemos lo que sucedió 370.000 años después del Big Bang cuando el universo tiene ahora casi 14.000 millones de años o que sabemos que la edad del sistema solar tiene 4.500 millones de años?

Sin embargo, hay ciertos fenómenos en el universo, los más extremos y difíciles de entender, que ocurren muy, muy rápidamente. Hoy nos centramos en un ejemplo específico y fascinante: ¿Cuánto tiempo tarda en formarse un agujero negro? No hay preguntas simples, y mucho menos respuestas simples, así que aquí hay algunas ideas sobre este tema.

La mayoría de los agujeros negros conocidos tienen un origen estelar. Estos son los restos de la muerte de una estrella masiva. Masiva significa estrellas que son al menos 10 veces más grandes, en masa, que el Sol. Estas estrellas son raras, pero existen: un ejemplo es Rigel, que tiene una masa unas 20 veces mayor que la del Sol, y es la estrella más brillante de la constelación de Orión (aunque su nombre también es Beta Orionis, lo que «implicaría «¡que es el segundo más brillante!), Ahora visible a finales de julio, poco antes del amanecer, en el este (es mejor esperar hasta el invierno para observar Orión correctamente). Rigel está en una rodilla o en un pie de Orión, todo depende de cómo te imagines a un cazador con un arco, pero los árabes, de donde viene el nombre, es lo que vieron cuando lo vieron, llamado «el pie del gigante». En el otro extremo de Orión, en el hombro, está Betelgeuse (que también supuestamente proviene del árabe y significa «en el brazo del gigante»), un gigante rojo cuya diferencia de color con Rigel es espectacular y visible a simple vista. Bueno, una estrella como Rigel, que no es una de las más masivas conocidas, solo vive «durante» unos 15 millones de años. Ha existido desde hace unos 8 millones de años, por lo que en un momento similar a lo que ha sucedido desde que se secó el lago Paratetis, Rigel puede explotar como una supernova y dejarnos con un agujero negro.

El agujero negro que probablemente dejará Rigel para la posteridad (la evaporación de los agujeros negros es otro asunto, pero ya habíamos anticipado que es mejor esperar mientras estamos sentados a que desaparezca un agujero negro estelar) será un par de veces más masivo que el agujero negro. Sol. dará lugar a algo parecido al agujero negro más pequeño conocido, título disputado por el conocido como el Unicornio y el menos poético 2MASS J05215658 + 4359220, ambos de unas 3 masas solares enclavados en una región de un diámetro un poco más grande que Madrid.

La mayoría de los agujeros negros conocidos tienen un origen estelar. Estos son los restos que quedan cuando muere una estrella enorme

En el otro extremo, conocemos agujeros negros de origen estelar que pueden alcanzar unas 15 masas solares. Su origen es probablemente estrellas del orden de 100 veces más masivas que el Sol, como es el caso de eta-Carinae. Una estrella tan masiva vive en el orden de 3 millones de años … y eta-Carinae tiene aproximadamente 3 millones de años, por lo que en cualquier momento (es decir, en cualquier milenio futuro), nos dejará un bonito agujero negro.

Por lo tanto, los agujeros negros estelares pueden formarse en unos pocos millones de años, lo que ha tardado en evolucionar desde Homo habilis. Pero hoy, gracias a las ondas gravitacionales, conocemos agujeros negros con una masa solar de hasta 62. ¿De dónde vienen estos monstruos? Este en particular es el resultado de la fusión de dos agujeros negros de aproximadamente 30 y 35 masas solares. Los padres de la criatura pueden ser de origen estelar, pero están empezando a volverse demasiado grandes para las estrellas que estamos acostumbrados a ver. Quizás sean de las primeras estrellas, que se formaron cuando no había nada en el universo más que hidrógeno y helio. Creemos que estas primeras estrellas deben haber tenido masas varios cientos de veces la del Sol, o incluso mil veces mayor, y han experimentado una evolución extremadamente rápida. No conocemos ninguna estrella de este tipo, se las conoce como estrellas de Población III, mientras que nuestro Sol es de Población I y las estrellas que seguramente le dieron al Sol y a la Tierra casi todos sus elementos pesados ​​(más que helio, queremos decir) son de población II. Las estrellas de la Población III deben haber vivido rápidamente como si no hubiera un mañana, desapareciendo en 1 o 2 millones de años, y no está claro si dejaron agujeros negros o fueron destruidos todavía, más violentamente que una supernova y lanzaron todo su material a el interestelar. camino.

¿Es este el registro de nuestra pregunta sobre el tiempo que tarda en formarse un agujero negro: 1 a 2 millones de años? Bueno, tal vez no. Tampoco conocemos ninguno, pero creemos que pueden existir los llamados agujeros negros primordiales. Estos agujeros negros podrían haberse formado unos segundos después del Big Bang y hoy llenan el universo y siguen siendo prácticamente indetectables por nuestros telescopios. Podrían ser tan pequeños como una pelota de tenis, donde concentrarían la masa de unas pocas canchas. Esto significa que podrían ser mucho más pequeños que los agujeros negros «a los que estamos acostumbrados». Pero tampoco muy pequeños, porque los agujeros negros primordiales de menos de un billón de kilogramos (100 veces más pequeños que el cometa Halley) podrían haberse evaporado en el tiempo transcurrido desde el Big Bang.

Como puede ver, hay agujeros negros de todos los colores, aunque esto no se debe decir porque de acuerdo con el llamado «teorema sin pelo» o «teorema sin pelo», los agujeros negros tienen solo 3 propiedades, y ninguna de ellas tiene pelo. coloreado, de ahí el nombre del teorema (a los físicos les encantan las bromas, no es solo una cosa de este blog). Pero lo que está claro es que hay bestias de un tipo muy diferente, en el tiempo que tardó en parpadear, el universo pudo haber creado miles de agujeros negros.en lo que ahora es la Vía Láctea, y en algún momento todo eso será a la izquierda de las estrellas habrá agujeros negros y enanas negras.

Pablo G. Pérez González Es investigador del Centre d’Astrobiologie, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y del Instituto Nacional de Tecnologías Aeroespaciales (CAB / CSIC-INTA)

Vacío cósmico Es un apartado en el que se presenta nuestro conocimiento del universo de forma cualitativa y cuantitativa. Tiene como objetivo explicar la importancia de comprender el cosmos no solo desde un punto de vista científico sino también desde un punto de vista filosófico, social y económico. El nombre «vacío cósmico» se refiere al hecho de que el universo está y está, en su mayor parte, vacío, con menos de un átomo por metro cúbico, a pesar de que en nuestro entorno, paradójicamente, hay quintillones de átomos por metro cúbico. metro. , que nos invita a reflexionar sobre nuestra existencia y la presencia de la vida en el universo. La sección está formada por Pablo G. Pérez González, investigadora del Centro de Astrobiología; Patricia Sánchez Blazquez, catedrático de la Universidad Complutense de Madrid (UCM); sí Eva villaver, investigadora del Centro de Astrobiología

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