líneas de emisión anchas

La regla para medir el disco invisible no se aplica directamente sobre él, sino a través de todo el universo. La luz de un cuásar lejano, gas incandescente que gira alrededor de un agujero negro supermasivo, atraviesa en su camino hacia nosotros una galaxia que actúa como lente.

Un agujero negro en pareja con una estrella funciona como una bomba: atrae el gas de la compañera, lo hace girar en un disco brillante y de vez en cuando expulsa parte de la materia en dos chorros estrechos. En 2021, el sistema 4U 1543-475 ofreció ese espectáculo.

El cielo nocturno parece tranquilo, pero en realidad partículas invisibles —los rayos cósmicos— nos atraviesan constantemente. Entre ellos hay electrones y sus antipartículas, los positrones. Cuando chocan con detectores en satélites o globos aerostáticos, los instrumentos registran su energía.

Un agujero negro no es una aspiradora eterna. Pierde masa lentamente, emitiendo partículas como una piedra caliente que se enfría y cede calor. Este proceso, descubierto por Stephen Hawking, es apenas perceptible en agujeros grandes, pero en los diminutos — de masa comparable a una montaña — se convierte en una evaporación violenta.

El detective cósmico comenzó con un destello discreto en el rango óptico. El objeto AT2019wzc se encendía y apagaba lentamente, como una brasa que se consume. Pero en su interior se escondía algo mucho más energético: ráfagas repetidas de rayos X blandos que los astrónomos llaman erupciones cuasiperiódicas. Estas erupciones duran minutos u horas y se repiten cada varias horas o días.

En los oscuros confines de nuestra galaxia, lejos de los brillantes cúmulos estelares, se esconden millones de agujeros negros. Son invisibles: no emiten luz ni absorben materia de manera notable. Los métodos de búsqueda habituales, diseñados para campos estelares densos, son inútiles aquí. Se necesita otro enfoque.

Un remolino engulle agua, pero la mayor parte la salpica alrededor. Más o menos así se comporta un agujero negro cuando cae demasiada materia sobre él. En un nuevo estudio, los astrofísicos realizaron 32 simulaciones por computadora para entender cómo los parámetros del agujero —masa, rotación y 'apetito'— controlan estas fuentes cósmicas.

El objeto cósmico gira, pero su sombra no es redonda. Los astrofísicos examinaron un agujero negro en una versión inusual de la gravedad: el llamado mundo brana (donde nuestro Universo es una superficie tridimensional en un espacio de más dimensiones).

Un farol brillante en la niebla densa parece tenue, mientras que una lucecita débil en el aire transparente se ve a un kilómetro. Una rareza parecida dejó perplejos a los astrofísicos hace casi medio siglo.

Un agujero negro es un lugar del que nada puede escapar. Pero algunas teorías sugieren que, en su interior, a nivel cuántico, podría rebotar y convertirse en su opuesto: un agujero blanco, que solo expulsa materia y luz. Un grupo de físicos construyó un modelo computacional de esa transformación.

Hace diez mil millones de años, el universo estaba salpicado de extrañas chispas escarlatas. El telescopio James Webb las detectó en imágenes de lejanos corrimientos al rojo: fuentes compactas que brillan como galaxias enteras, pero del tamaño de una región diminuta en su centro. Los astrónomos las apodaron «pequeños puntos rojos».

El borde del horizonte de sucesos nunca está tranquilo. El vacío cuántico hierve allí, y de esa espuma a veces escapan partículas — así fue como Stephen Hawking descubrió en 1974 la radiación de agujeros negros, vinculando para siempre la gravedad con la teoría cuántica de campos.

Se suele pensar que un agujero negro es una aspiradora cósmica despiadada que succiona todo sin distinción. Pero una nueva investigación da vuelta la imagen: cerca del horizonte, la curvatura se convierte de trampa en trampolín.

El cosmos está lleno de gritos que no oímos. Cada vez que un agujero negro desgarra una estrella, nace un destello cegador y, a menudo, un estrecho chorro relativista que se proyecta a miles de años luz. Pero si ese reflector apunta lejos de la Tierra, solo vemos un débil resplandor: un eco de radio que llega con retraso.

En el corazón de la galaxia 1ES 1927+654 reinó el silencio durante años: el gas en acreción apenas susurraba en rayos X, fluyendo en vientos lentos. Pero en 2022–2025 el panorama cambió drásticamente.

En el corazón de las galaxias masivas maduran monstruosos 'capullos' gravitacionales: agujeros negros de miles de millones de masas solares, envueltos en un denso velo de gas y polvo. Pero toda metamorfosis requiere romper la envoltura.

En el centro de casi todas las grandes galaxias se esconde un agujero negro supermasivo, cuyo abismo gravitacional fue descrito matemáticamente por primera vez por Karl Schwarzschild. Cuando engulle gas, nace un núcleo activo deslumbrante: un cuásar.

Un rayo cósmico se acerca a un agujero negro casi en tangente. No cae de inmediato, sino que se detiene en una órbita inestable, como un acróbata que se balancea sobre una cuerda sobre el abismo. Tras dar varias vueltas, la luz finalmente escapa hacia un observador lejano. Estos rayos producen múltiples imágenes de una misma fuente, conocidas como imágenes de orden superior.

Dos estrellas muertas giran en su último baile. Su acercamiento genera ondas en el espacio: ondas gravitacionales. Pero en este baile puede participar un tercer compañero invisible. Su atracción acelera a la pareja, y entonces la señal cambia ligeramente de tono, como la sirena de un coche que pasa.

Como un reflector: de lado brilla con un rojo tenue, pero de frente deslumbra con un blanco azulado. Así lucen los misteriosos «pequeños puntos rojos» del universo temprano: son gigantescos agujeros negros orientados de canto hacia nosotros.

En el universo temprano pudieron nacer diminutos agujeros negros: con masa de una montaña, pero del tamaño de un núcleo atómico. Hoy podrían servir como fábricas de materia oscura. Hay dos mecanismos: la evaporación habitual (radiación de Hawking) y la menos conocida superradiancia.

Un agujero negro es un lugar donde la gravedad es tan intensa que ni siquiera la luz puede escapar. Pero a su alrededor hay un anillo brillante de gas, y en el centro, un vacío oscuro que se conoce como sombra. El tamaño de esta sombra depende de cómo se curva el espacio-tiempo.

Un agujero negro es como una olla que hierve lentamente hasta secarse. Su superficie emite partículas, y a este proceso se le llama radiación de Hawking. Cuanto más caliente está la olla, más rápido se vacía. Pero, ¿y si la olla no es común, sino con doble fondo, capaz de convertirse en un pasaje hacia otro lugar?

El Sol es un caldero hirviente de hidrógeno y helio, donde el gas incandescente está atrapado en lazos magnéticos. Cuando los invisibles látigos magnéticos se reconectan, se libera una energía comparable a miles de millones de explosiones termonucleares. ¿Adónde va?

La expansión del universo, descubierta por Edwin Hubble, nos brindó una imagen del cosmos joven, pero con ella, preguntas difíciles.

Imagina a un bailarín de tres rostros en la cresta de una ola de luz. Un rostro es el receptor, absorbiendo los fotones incidentes. Otro, un espejo perfecto que devuelve la luz. El tercero, un vidrio esmerilado que dispersa los rayos en todas direcciones. A baja velocidad, la danza es armoniosa. Pero a velocidades relativistas, la coreografía se desmorona.

Un gigantesco agujero negro desgarró una estrella, y de ella quedó un disco torcido de gas incandescente, como un disco de vinilo deformado por el calor. Ahora, un diminuto agujero negro (o una estrella) corretea alrededor y perfora regularmente ese disco. Cada pinchazo es un brillante destello de rayos X.

El agua se precipita en un abismo, pero parte de ella vuelve a elevarse, burbujeando y espumeando en el borde mismo. Algo así hace el gas que fluye hacia un agujero negro supermasivo cuando su corriente se vuelve demasiado densa. En un nuevo estudio, los científicos han seguido esta escena mediante una simulación por ordenador.

Una aspiradora potente no solo succiona el polvo, sino también su propia bolsa. Algo así se comporta un agujero negro en el centro de un «punto rojo»: una galaxia lejana donde el brillo no proviene del agujero en sí, sino de su denso abrigo de gas. Ese abrigo es tan grueso que recuerda a una estrella fría hinchada.

Una linterna no ilumina un círculo uniforme, sino un punto brillante en el centro y un halo difuso en los bordes. Si se apaga rápidamente, los bordes son los últimos en extinguirse — y por cómo se desvanece la luz, se puede deducir la forma del reflector.

Fotografiar los alrededores de un agujero negro es como grabar una fuente: una exposición corta congela las gotas, una larga las funde en rayas borrosas. La luz del gas incandescente que gira alrededor del agujero viaja hasta nosotros por caminos diferentes. Algunos rayos lo rodean en un arco, otros dan varias vueltas debido a la curvatura del espacio.

Un imán acercado a un puñado de limaduras de hierro las alinea a lo largo de líneas invisibles: así el campo rodea el imán de polo a polo. De manera similar se puede visualizar la gravedad alrededor de cuerpos masivos: solo que en lugar de limaduras está el propio espacio, y en lugar de un imán, una estrella o un agujero negro.

El agujero negro es invisible, pero lo delata la luz de la materia caliente que gira a su alrededor. Esta luz es como un agente doble: en un lado de la órbita se vuelve azul al acercarse a nosotros, y en el otro se enrojece al alejarse. Pero la propia gravedad (curvando el espacio-tiempo) también recolorea los rayos, quitándoles energía.

Las sombras de los objetos supermasivos en los centros de galaxias —M87 y la Vía Láctea— se han convertido en íconos de la astrofísica moderna. Pero ¿y si estas sombras no son huellas de absorción, sino de paso?

Una pareja de patinadores gira tomados de la mano. Si la trayectoria es un círculo perfecto, cada empujón del compañero es predecible. Pero si se alarga hasta convertirla en un óvalo, los esfuerzos se vuelven desiguales: al acercarse, un tirón; al alejarse, una pausa. Más o menos así se comportan dos agujeros negros en los últimos minutos antes de fusionarse.

La luz que pasa cerca de un cuerpo masivo se desvía a su alrededor, como un flujo de coches que rodea un profundo bache en la carretera. Cuanto más empinadas son las paredes del bache, más se curva la trayectoria, y menos caminos rectos quedan hacia el observador. Así nace la sombra del agujero negro: una región de la que la luz ya no puede escapar.

Sobre el borde del disco solar cuelga una nube de gas caliente y tenue: una protuberancia. Puede permanecer allí durante semanas y, de repente, desprenderse y salir disparada hacia el espacio. El 15 de abril de 2023, el instrumento SPICE de la sonda Solar Orbiter observó por primera vez una nube de este tipo con gran detalle en luz ultravioleta.

En la galaxia NGC 1566, situada en la constelación del Dorado, se encuentra un núcleo activo: un agujero negro supermasivo rodeado por una nube de gas en movimiento rápido. Cuando el gas cae hacia el agujero, se calienta y emite brillantes líneas espectrales.

El cielo nocturno parece inmóvil, pero a veces una de las estrellas empieza a brillar con más intensidad. Eso ocurrió con el sistema AT 2019wey: lo detectó el telescopio TESS, que normalmente busca planetas alrededor de otras estrellas, pero en esta ocasión estaba fotografiando la zona adecuada del cielo cada media hora.

Durante cincuenta años, los astrónomos no pudieron entender la naturaleza de la intensa emisión de rayos X de la estrella Gamma Cassiopeiae. Sospechaban de un compañero invisible, pero no había pruebas.