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¿Se formaron las galaxias y en su centro se formaron Agujeros Negros? o ¿Se formaron primero los Agujeros Negros y a su alrededor se agruparon las estrellas formando las galaxias?

Creada09-02-2015
Modificada17-05-2017
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Abril11

Reseña del Documental ¿Creó un Agujero Negro a la Vía Láctea? de la serie La Historia del Universo

¿Creó un Agujero Negro a la Vía Láctea?

Documental de la serie La Historia del Universo (T3, E7, 2014), en el que se plantea la posibilidad de que los Agujeros Negros Supermasivos que hay en el centro de las Galaxias aparecieron poco después del Big Bang y son ellos los que han provocado la formación de estrellas y galaxias.

En el Universo existen Cientos de Miles de Millones de Galaxias.

Son las estructuras más grandes que hemos descubierto y son los lugares donde nacen las estrellas. Fuera de las galaxias no se han descubierto estrellas solitarias.

Las hay de muchos tamaños y formas. La Vía Láctea es una galaxia con varios brazos espirales y un gran tamaño. El 90% de las galaxias descubiertas son más pequeñas que la nuestra.

La Vía Láctea contiene más de Doscientos Mil Millones de estrellas.

Durante mucho tiempo los astrofísicos se han preguntado cómo se formaron. Parece que hoy en día ya tenemos una posible respuesta.

El Origen de las Galaxias

Doscientos Ma después del Big Bang sólo existía una bruma de gas Hidrógeno esparcida casi homogéneamente por todo el Universo que se estaba expandiendo a gran velocidad. Pequeñas irregularidades en la distribución de los gases hicieron que los átomos de algunas zonas fueran atraídos en diferentes direcciones, formándose concentraciones en determinadas regiones y vacíos en otras.

Yo lo veo más bien de otra forma. No es que la masa se concentrara en algunas zonas sino que se abrieron grietas en el gas.

¿Habéis sido p/madres? ¿Habéis visto cómo, según va creciendo el vientre de una mujer embarazada, se forman estrías en su piel? ¿Habéis visto cómo al crecer el tronco de un olmo o un pino la corteza exterior se agrieta formando estrías?

La expansión del gas Hidrógeno del Universo primigenio no fue homogénea, se formaron estrías que quedaron vacías o, al menos, menos densas que su entorno. Después los filamentos y volúmenes más densos que quedaron entre las estrías empezaron a concentrarse.

Esta es una imagen más parecida a la realidad que podemos observar al contemplar el Universo a gran escala.

La gravedad formó concentraciones de gas cada vez más grandes hasta que las mayores concentraciones se convirtieron en estrellas. El Universo se llenó de estrellas y estas se concentraron en galaxias.

Esta era la teoría, pero los cálculos no cuadraban con las observaciones. Había demasiada gravedad.

La Estrella Invisible

Los astrónomos han observado que en el centro de la Vía Láctea hay una gran cantidad de estrellas que cambian de dirección en órbitas elípticas alrededor de un punto en el que no podemos ver nada.

Los cálculos indican que para seguir esas órbitas en su centro debería existir una masa al menos 4 millones de veces mayor que la del Sol.

Sólo puede ser un Agujero Negro Supermasivo.

Posteriores observaciones han permitido descubrir que en el centro de todas las galaxias existe un Agujero Negro Supermasivo.

El Origen de los Agujeros Negros

Cuando aparecieron las primeras estrellas, éstas eran gigantes de Hidrógeno, mucho más grandes que el Sol. En su interior el Hidrógeno se fusionó para formar elementos más pesados, como Helio, Carbono, Oxígeno, etc. hasta llegar al Hierro. Después estallaron como supernovas, creando los elementos más pesados como el Plomo o el Uranio, que en la explosión fueron dispersados por el espacio, dejando en el centro un Agujero Negro.

Las primeras teorías sobre la génesis de las galaxias suponían que estos agujeros negros absorbieron materia, planetas y estrellas, incluso otros agujeros negros, crecieron y se convirtieron en los centros de todas las galaxias.

Pero los astrónomos descubrieron también en el universo temprano gran cantidad de Quásares, más pequeños que el Sistema Solar pero más brillantes que cien galaxias juntas.

El único fenómeno conocido capaz de producir tanta energía era el colapso de una gran cantidad de materia cayendo sobre un Agujero Negro. Pero no era un Agujero Negro como el nacido de una estrella, sino que era tan masivo como miles de millones de soles.

Un Agujero Negro tan grande no pudo nacer de una estrella, tenía que tener un origen distinto.

Los Agujeros Negros normales nacen tras la explosión de una Supernova, al término de la vida de una estrella.

Pero si en el Universo temprano se hubiera formado una concentración de gas muchísimo más grande, tanto como la masa de miles de estrellas, entonces la gravedad hubiera sido tan intensa que no habría llegado a formarse una estrella sino que directamente se formaría un Agujero Negro Supermasivo.

De confirmarse esta teoría indicaría que los Agujeros Negros Supermasivos se formaron antes que las primeras estrellas.

La Gallina o el Huevo

El enigma es:

¿Se formaron primero los Agujeros Negros y a su alrededor se agruparon las estrellas formando las galaxias?

O ¿Se formaron las galaxias y en su centro se formaron Agujeros Negros?

La respuesta la podría dar una galaxia enana y muy joven, NGC 4178, con estrellas que se formaron hace pocos millones de años.

A pesar de su pequeño tamaño y su juventud, en el centro hay un Agujero Negro Supermasivo, de entre uno y dos millones de masas solares. Sorprende que, siendo la galaxia unas 50 veces más pequeña que la nuestra, su Agujero Negro central sea casi tan grande como el de la Vía Láctea. Eso sugiere que no nació de la concentración de estrellas de la galaxia sino que, al revés, es el Agujero Negro el que ha hecho que se forme la galaxia a su alrededor.

El Creador de Mundos

El HE 0450 2958 es un Agujero Negro Supermasivo situado a 5 Gal de la Tierra. A su alrededor no hay estrellas, sino una nube de gas que cae sobre él y al hacerlo el Agujero Negro emite dos intensos chorros de energía, uno de los cuales está apuntando directamente a una galaxia cercana.

Pero no la destruye. En la zona de la galaxia bañada con ese intenso rayo se están formando estrellas.

Ahora los físicos empiezan a pensar que estos chorros energéticos son los que comprimen los gases de las nebulosas y los concentran para convertirlos en las estrellas que después formarán las galaxias.

Los jóvenes años de la Vía Láctea

Las primeras estrellas de nuestra Vía Láctea se formaron hace 13 Ga, casi recién nacido el Universo.

Empezó siendo mucho más pequeña pero a lo largo de los siguientes giga años devoró a otras muchas galaxias más pequeñas.

Choque de Vía Láctea con SagitarioHace apenas 2 Ga empezó a devorar a Sagitario, una pequeña galaxia que se cruzó con ella y que al atravesarla dejó un reguero de estrellas que la atraviesa fuera del plano galáctico. Ese reguero sigue orbitando y sus estrellas vuelven a cruzar periódicamente el plano galáctico pero cada vez más tenue, pues muchas de esas estrellas cambian sus órbitas incorporándose a la corriente principal de estrellas de la Vía Láctea.

Es bastante probable que el Sol se formase más cerca del centro galáctico pero la interacción con otras estrellas ha hecho que su órbita se aleje hasta los 26 Kal que dista actualmente del centro de la galaxia.

Esta zona es providencial, bastante alejada del turbulento centro galáctico y de las radiaciones de la mayor parte de las supernovas.

Hoy la Vía Láctea cuenta ya con más de 200.000 millones de estrellas y sigue creciendo, pero bastante más despacio que en su juventud. Cada año nace una nueva estrella. Es un ritmo mucho más lento que al principio de su historia y cabe preguntarse por qué ahora se crean menos estrellas.

El telescopio espacial de rayos X New Star examina desde hace tiempo el Agujero Negro central de nuestra galaxia y ha observado que en ocasiones se produce un aumento espectacular de radiación. En esas ocasiones la radiación es tan intensa que puede actuar como un inhibidor de estrellas, arrancando gas de las nebulosas e impidiendo que se formen estrellas. Esto ha resultado providencial para la Tierra, pues si hubiera muchas más estrellas también serían más frecuentes las supernovas, cuyos estallidos a distancias cercanas podrían dañar la Vida en la Tierra.

Así que tenemos la suerte de que el Sol y la Tierra nacieron cuando se creaban muchas estrellas en la Vía Láctea, y la suerte, aún mayor, de que en los últimos mil millones de años se creen muchas menos.

Pero este período de calma galáctica no durará siempre.

El Futuro de la Vía Láctea

Choque de Vía Láctea con AndrómedaLa Vía Láctea seguirá engullendo otras galaxias menores de su entorno, pero a 2'5 Mal se encuentra la galaxia Andrómeda, en rumbo de colisión con la Vía Láctea. Chocarán dentro de unos 4 Ga.

Las estrellas están a tanta distancia unas de otras que no chocarán realmente sino que pasarán unas entre las otras. Muy pocas estrellas llegarán a chocar físicamente, aunque bastantes se saldrán de sus órbitas galácticas, algunas perderán sus planetas.

Las nubes de gas de ambas galaxias SÍ chocarán provocando el nacimiento de cientos de millones de estrellas, la mayoría grandes estrellas de un hermoso color azulado. Pero este tipo de estrellas no vive mucho tiempo, así que unos pocos millones de años más tarde la mayoría de esas estrellas se apagarán y sólo quedarán las amarillas y rojas.

Después de atravesarse por primera vez la estructura espiral de ambas galaxias será destruida y poco después volverán a unirse para formar una nueva galaxia elíptica: Lactómeda.

Los dos Agujeros Negros Supermasivos de ambas galaxias se buscarán y, eventualmente, se fusionarán provocando una de las explosiones de radiación y luz más intensas del Universo.

Lactómeda será una galaxia roja, llena de viejas estrellas que, poco a poco, se irán apagando. Dentro de cien giga años será una galaxia oscura invisible desde el exterior, excepto por los breves resplandores de las estrellas y planetas muertos que irán cayendo en el Agujero Negro central.

Será un espectáculo terrible y hermoso, aunque no habrá nadie para apreciarlo.

En mi opinión

Recomiendo ver la siguiente película: Colisión de la Vía Láctea con Andrómeda.

Es una simulación sobre cómo podría producirse el nacimiento de Lactómeda, aunque para mi gusto yo hubiera preferido ver la simulación con las 30 galaxias del Grupo Local (seguro que sería mucho más espectacular) y que en una esquina del cuadro pusiera la fecha en giga años.

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