Las estrellas que nacen con más de 20 veces la masa del Sol terminan sus vidas como agujeros negros. Como su nombre lo indica, los agujeros negros no brillan por sí mismos 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 agujeros negros era buscarlos en sistemas binarios donde interactuaban con estrellas cercanas. Y la mejor manera de hacerlo era observar en rayos X.
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA y Scientific Visualization Studio.
Esta visualización muestra 22 sistemas 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 está acelerado 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 la absorbe la intensa gravedad del agujero negro. Hasta el momento, no hay un consenso claro sobre qué modo utiliza GRS 1915, el gran sistema que se observa 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, una distancia mayor que la que separa a Mercurio del Sol. El gas en el disco se calienta a medida que gira lentamente en espiral hacia adentro, emitiendo 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 5 veces más calientes, hasta un 45 % más frías que nuestro Sol. Debido a que los discos de acreción alcanzan temperaturas aún más altas, se ha utilizado un rango de color diferente.
Si bien los agujeros negros aparecen en una escala que refleja sus masas, todos se muestran mucho más grandes que en la realidad. El agujero negro de Cygnus X-1 posee alrededor de 21 veces más masa 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.
Edición: R. Castro.