A principios de la década de 1960, los astrónomos descubrieron un monstruo.
Algo en la constelación de Virgo estaba derramando ondas de radio, pero inicialmente no se vio una contraparte con la luz visible. Eso cambió cuando los observadores usó algunas técnicas inteligentes Para vislumbrar una tenue “estrella” azul sentada en la posición exacta de la fuente de radio. Finalmente, pudieron determinar que este objeto, llamado 3C 273, no era una estrella en absoluto, sino algo mucho extraño ubicó a los asombrosos dos mil millones de años luz de la Tierra.
Para ser visible en todos los vastos tramos de espacio, el “objeto cuasi estelar” (cuásar para corto) 3C 273 tenía que ser abrumadoramente brillante. Los científicos finalmente se establecieron en un agujero negro de alimentación en el corazón de una galaxia lejana como el motor más probable para la ridícula luminosidad de 3C 273. Y esto no fue solo cualquier agujero negro pero uno positivamente brobdingnagian, probablemente conteniendo 900 millones veces la masa de nuestro sol.
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Desde entonces, hemos encontrado muchos más agujeros negros supermasivos. De hecho, para la década de 1980, los astrónomos estaban comenzando a sospechar que cada Big Galaxy tenía un agujero negro supermasivo en su centro. Gracias a las observaciones del telescopio espacial Hubble y otras instalaciones, ahora sabemos que para ser cierto, lo que significa que podría haber tantos como un billón de gigantes en el universo observable.
Y pueden ser masivos, muy masivos. Muchos han sido encontrados con mil millones de veces la masa del sol, y el más fuerte puede ser incluso más alto que eso.
Esto naturalmente plantea la pregunta: ¿Qué tan grande puede ser uno?
Responderlo, sin embargo, se vuelve un poco complicado. Un límite superior nocional podría aparecer fuera de las mediciones de masa para muchos agujeros negros, pero tales observaciones son difíciles y a menudo dependen de evidencia indirecta y una contabilidad incompleta de toda la física involucrada. Sin embargo, con eso en mente, este enfoque sugiere que los agujeros negros más grandes superan unos pocos decenas de miles de millones de masas solares, ¡es tan considerable como una galaxia pequeña! Solo se conocen un puñado de estos pesos ultraesy las incertidumbres en sus masas pueden ser bastante grandes.
Aún así, ¿es posible que algunos puedan ser aún más grandes? Después de todo, en principio, un agujero negro podría crecer sin fin porque estos objetos ganan masa al comer cualquier cosa y todo lo que se acerca demasiado; Si de alguna manera pudieras ofrecer todo el universo como una comida, un agujero negro felizmente lo consumiría.
Pero apilar todo el cosmos en el plato de un agujero negro no es muy realista, por supuesto. Según la investigación publicada en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society: Cartas en 2015en condiciones físicamente posibles (pero inverosímilmente ideales), el límite superior teórico para un agujero negro de alimentación y creciente debería ser un enorme 270 mil millones ¡Masas solares! Sin embargo, lo más probable es que el más grande que encontraremos estará más cerca de solo 50 mil millones más o menos.
La discrepancia se reduce a cuán cerca debe llegar un objeto a un agujero negro para que se sienta. Desde la distancia, estás perfectamente a salvo de su gravedad. Si un agujero negro de masa solar reemplazó de repente nuestro sol, tendríamos problemas fatales, como la congelación hasta la muerte, pero nuestra caída no sería uno de ellos; La Tierra y los otros planetas continuarían en sus órbitas como si nada cambiara. Del mismo modo, nuestra galaxia de la Vía Láctea tiene un agujero negro supermasivo central llamado SGR A* (pronunciado “Sagitario una estrella”) Eso es alrededor de cuatro millones de masas solares. Está a unos 26,000 años luz de nosotros, pero no nos causa angustia en absoluto.
Esto realmente significa que es bastante raro que cualquier cosa caiga en un agujero negro, e incluso cuando sucede, la mecánica no es sencilla. La mayoría del material no se sumergirá de cabeza en las fauces del contenedor cósmico. En cambio, su velocidad orbital aumenta a medida que cae hacia el agujero negro para que gire locamente alrededor del objeto compacto. Este asunto cautivo formará un disco aplanado llamado disco de acreción.
Dentro del disco, el material más cercano en órbita más rápido que la materia más lejos. Esto genera una fricción increíble, calentando el disco a millones de grados. Importan que Hot brilla ferozmente, lo cual es una forma en que podemos detectar agujeros negros en primer lugar: aunque son invisibles, el efecto que tienen en el material cercano se puede ver, incluso claro en todo el universo, como con 3C 273.
El disco puede ser tan caliente que el material dentro de él en realidad puede ser impresionado por la intensa radiación. Los discos pueden tener poderosos campos magnéticos que también pueden alejar la materia. Juntos, estos efectos limitan la rapidez con que un agujero negro puede alimentarse: un exceso de material infalible puede hacer que el disco se ponga tan grande y caliente que repele cualquier materia adicional. Esto se llama el límite de Eddington; Piense en ello como lo rápido que puede comer un agujero negro sin, y perdón por la indelicidad, pero una analogía es una analogía, que lo regresa.
Por lo tanto, lleva tiempo para que un agujero negro crezca. Y el tiempo es limitado: el universo tuvo un comienzo finito. En el mejor de los casos, un agujero negro ha tenido 13.8 mil millones de años, la edad del cosmos, a las cosas misma, y La evidencia más temprana que hemos encontrado para los agujeros negros data de unos pocos cientos de millones de años después de ese tiempolimitando aún más su frenesí de alimentación cósmica.
Factorización en estas limitaciones temporales, el agujero negro más grande de hoy en día debería no ser más grande de 270 mil millones de veces la masa del sol. Y eso es solo Si toda su materia prima gira en la misma dirección que el giro del agujero negroque actúa como una ayuda digestiva, permitiendo que el material caiga más rápidamente. Si el agujero negro no gira, o el material cae en la dirección opuesta a ese giro, el límite superior cae a la cifra de masa solar de 50 mil millones.
Ese número más pequeño está de hecho en el estadio de los agujeros negros de la masa más alta que hemos detectado. Algunos, como uno llamado Ton 618, parecen ser un poco más grandes, Pero hay mucha incertidumbre en ese númeroy el límite inferior es probablemente un poco fungible también.
Me apresuro a agregar que a pesar de toda esta discusión detallada de cómo los agujeros negros cenan en la materia, también pueden cultivar de una manera diferente, a través del canibalismo cósmico: Cuando las galaxias chocansus agujeros negros supermasivos individuales pueden eventualmente caer y fusionarse para convertirse en un solo agujero negro aún más grande. ¡Eso es un salvo de tiempo! Pero los agujeros negros realmente enormes son tan raros, nunca importan la perspectiva aún más rara de su fusión, que es poco probable que esto expanda significativamente los límites en el crecimiento de los agujeros negros.
Por lo tanto, no esperamos encontrar uno más grande que los que ya hemos logrado medir. Pero el universo es más inteligente que nosotros, y todavía es posible que existirá un agujero negro aún más colosal. Si es así, eso les dará a los astrónomos la oportunidad de hacer su cosa favorita: volver a sus suposiciones e intentar descubrir qué se perdieron, aprender más sobre estos gigantes en el proceso. De esa manera, nuestro conocimiento crece y, con suerte, no hay límite superior para eso.