Agujeros negros: qué son, tipos y cómo se forman
En el centro de la Vía Láctea hay un agujero negro supermasivo con una masa cuatro millones de veces superior a la del Sol. Se llama Sagitario A* y fue fotografiado por primera vez en 2022 gracias a una red global de ocho observatorios. Esa imagen cambió lo que sabíamos sobre estos objetos. No son solo teoría.
Los agujeros negros llevan décadas generando preguntas legítimas: ¿qué pasa si algo cae dentro?, ¿cómo se detectan si no emiten luz?, ¿cuántos tipos existen? Esta guía responde eso con base en fuentes científicas verificadas, incluyendo investigaciones de la UNAM y publicaciones de National Geographic.
Qué es un agujero negro
Un agujero negro es una región del espacio donde la concentración de masa es tan extrema que genera un campo gravitatorio del que nada puede escapar, ni siquiera la luz. Esto lo describen las ecuaciones de campo de Einstein, formuladas en 1916, aunque el propio físico alemán tardó en creer en sus propias conclusiones.
El límite que separa el interior del agujero negro del resto del universo se llama horizonte de sucesos. Una vez que cualquier partícula —material o electromagnética— cruza esa frontera, no hay retorno posible. Dentro de ese horizonte existe una singularidad: un punto donde la densidad y la curvatura del espacio-tiempo se vuelven infinitas según la física clásica.
La gravedad de un agujero negro puede atraer el gas circundante y calentarlo hasta temperaturas de 12,000,000 °C, aproximadamente 2,000 veces más que la superficie del Sol, según datos de Wikipedia con base en observaciones de Cygnus X-1.
Existe un tipo de radiación que sí puede escapar de estos objetos: la radiación de Hawking, propuesta por el físico Stephen Hawking en la década de 1970. Es extremadamente débil y aún no ha podido detectarse directamente, pero su existencia tiene respaldo teórico sólido.
Tipos de agujeros negros
La doctora Anna Lía Longinotti, investigadora del Instituto de Astronomía de la UNAM, explicó en su conferencia El resplandor de los agujeros negros que existen dos categorías principales, con una tercera en discusión:
Agujeros negros estelares
Son los más comunes. Pesan entre dos y alrededor de 150 masas solares. Se originan cuando una estrella masiva —entre 10 y 25 veces la masa del Sol— agota su combustible nuclear y colapsa bajo su propia gravedad. El resultado inmediato suele ser una explosión de supernova; lo que queda después puede convertirse en un agujero negro estelar.
Agujeros negros supermasivos
El agujero negro supermasivo es una categoría diferente por escala. Poseen masas de millones o miles de millones de veces la del Sol y residen en el centro de la mayoría de las galaxias, incluida la nuestra. Sagitario A*, en el centro de la Vía Láctea, tiene una masa de aproximadamente cuatro millones de soles, según datos del Event Horizon Telescope publicados en 2022.
El destello más energético jamás observado provino de un agujero negro supermasivo con 300 millones de masas solares, localizado a 10,000 millones de años luz de la Tierra. Fue detectado en 2018 con una cámara del Observatorio Palomar en California y su brillo superó al del Sol en 10 billones de veces, según una publicación en Nature Astronomy.
Agujeros negros de masa intermedia
Algunos astrónomos proponen una tercera categoría: agujeros negros con entre 100 y más de 10,000 masas solares. Su existencia sigue siendo debatida. Hay fenómenos observados que podrían pertenecer a este grupo, pero la evidencia directa aún no es concluyente.
| Tipo | Masa aproximada | Origen | Ubicación típica |
|---|---|---|---|
| Estelar | 2 – 150 masas solares | Colapso de estrella masiva | Distribuidos en galaxias |
| Masa intermedia | 100 – 10,000+ masas solares | En discusión | Cúmulos estelares (hipotético) |
| Supermasivo | Millones – miles de millones de masas solares | Desconocido / fusiones galácticas | Centro de galaxias |
Cómo se forma un agujero negro
El proceso más documentado es el colapso gravitatorio estelar. Fue estudiado a mediados del siglo XX por Robert Oppenheimer, Roger Penrose y Stephen Hawking, entre otros. Hawking lo describió con claridad en su libro Historia del tiempo: del Big Bang a los agujeros negros (1988).
Todo comienza con la muerte de una estrella gigante roja. Después de miles de millones de años quemando combustible nuclear, la estrella agota ese recurso. La presión hacia afuera desaparece, y la gravedad empieza a comprimir el núcleo sin resistencia.
Los átomos se aplastan. Los electrones en órbita se acercan tanto al núcleo que se fusionan con los protones y forman neutrones. El resultado es una estrella de neutrones. Si la masa original era suficientemente grande, ni siquiera la presión de los neutrones puede detener el colapso: el objeto sigue comprimiéndose hasta convertirse en un agujero negro.
En palabras más directas: es la gravedad llevada al límite. La misma fuerza que mantuvo a la estrella unida durante millones de años termina destruyéndola y creando algo de lo que nada puede escapar.
Cómo se detectan los agujeros negros
Dado que no emiten luz por sí mismos, los astrónomos los detectan de forma indirecta. Hasta el anuncio de las colaboraciones LIGO, Virgo y GEO600 en febrero de 2016, toda la evidencia era indirecta: emisiones de rayos X de estrellas binarias, movimiento de estrellas cercanas o galaxias activas.
Ese anuncio cambió todo. Por primera vez se detectaron ondas gravitacionales producidas por la fusión de dos agujeros negros ubicados a unos 1,337 millones de años luz de la Tierra. Fue la primera confirmación directa de un sistema binario de agujeros negros y de su fusión.
La investigadora de la UNAM Longinotti explicó que hoy se usan múltiples instrumentos: observatorios espaciales como XMM-Newton, Hubble o Chandra —que captan rayos X bloqueados por la atmósfera terrestre— y telescopios en tierra como el Observatorio de San Pedro Mártir en Baja California, el Gran Telescopio Canarias o el Gran Telescopio Milimétrico (GTM) en la Sierra Negra de Puebla, a 4,600 metros de altitud. El GTM participó directamente en el proyecto que obtuvo la primera imagen de un agujero negro en 2019.
En octubre de 2024 se anunció el descubrimiento del primer agujero negro triple registrado en la historia de la astronomía, según reportes científicos de ese año.
Qué es el disco de acreción y por qué los agujeros negros pueden brillar
Paradójicamente, los agujeros negros están asociados a algunos de los fenómenos más luminosos del universo. Pero esa luz no proviene del interior, sino del material que los rodea.
La materia atraída por la gravedad no cae directamente al agujero negro: orbita a velocidades enormes formando una espiral plana llamada disco de acreción. Ahí, el gas y el polvo se calientan a temperaturas extremas y emiten radiación visible, rayos X y otras formas de energía.
En los agujeros negros supermasivos aparece otro fenómeno: los jets relativistas, chorros de plasma acelerado a fracciones de la velocidad de la luz, guiados por campos magnéticos intensos, que pueden extenderse a distancias colosales. Según National Geographic, la radiación emitida por agujeros negros como Cygnus X-1 no sale del agujero en sí, sino precisamente de ese disco de acreción.
Preguntas frecuentes sobre agujeros negros
¿Un agujero negro puede "tragarse" a la Tierra?
No existe ningún agujero negro en trayectoria de colisión con el sistema solar. El agujero negro más cercano conocido está a unos 1,000 años luz de distancia. Además, un agujero negro no "succiona" objetos distantes de forma diferente a como lo haría una estrella con la misma masa: la gravedad a distancia funciona igual.
¿Qué es Sagitario A*?
Es el agujero negro supermasivo ubicado en el centro de la Vía Láctea. Tiene una masa de aproximadamente cuatro millones de veces la del Sol. Su primera imagen directa fue publicada el 12 de mayo de 2022 por el consorcio Event Horizon Telescope, usando una red de ocho observatorios distribuidos por todo el planeta.
¿Cuántos tipos de agujeros negros existen?
Hay dos categorías bien establecidas: estelares (2-150 masas solares) y supermasivos (millones o miles de millones de masas solares). Una tercera categoría, los de masa intermedia, está propuesta pero su existencia aún no tiene confirmación sólida, según la investigadora Anna Lía Longinotti del Instituto de Astronomía de la UNAM.
¿Se puede ver un agujero negro directamente?
No. Lo que se fotografía es el contorno luminoso de la materia que lo rodea —el disco de acreción— y la sombra que proyecta sobre ese fondo brillante. El interior permanece oculto detrás del horizonte de sucesos.
¿Qué son las ondas gravitacionales y qué tienen que ver con los agujeros negros?
Son perturbaciones en el tejido del espacio-tiempo generadas por eventos catastróficos, como la fusión de dos agujeros negros. La primera detección directa ocurrió en 2016 gracias a los detectores LIGO y Virgo, y confirmó la existencia de sistemas binarios de agujeros negros fusionándose a miles de millones de años luz de distancia.
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