SAGITARIO A*

El agujero negro supermasivo del centro de la galaxia podría ser un agujero de gusano encubierto

 

Ilustración artística que muestra el ambiente alrededor de Sagitario A*. El disco rojo representa el gas caliente que ha sido capturado por el agujero negro y está siendo arrastrado hacia el interior.
Crédito: NASA/CXC/M. Weiss.

Uno de los objetos más extraordinarios de nuestra galaxia, la Vía Láctea, es sin lugar a duda Sagitario A*. Este pequeño objeto, que está situado en la constelación de Sagitario, fue descubierto en 1974 y se sabe que es una fuente brillante de ondas de radio.

Desde entonces, los astrónomos han llevado a cabo numerosas observaciones de Sagitario A* y de las estrellas cercanas, algunas de las cuales orbitan a una velocidad muy alta. Esto implica que Sagitario A* es extremadamente masivo, y ya que es tan pequeño, debe ser también extremamente denso.

Es por eso que los astrónomos creen que este objeto es un agujero negro supermasivo que yace en el centro de la galaxia. De hecho, Sagitario A* es aproximadamente 4 millones de veces más masivo que el Sol, todo en un volumen no mucho más grande que la órbita de Mercurio.

Representación artística de un agujero de gusano
Los agujeros de gusanos se los describe como una topología hipotética del espacio-tiempo en física y, básicamente son una especie de atajo o un puente que conecta dos puntos del espacio-tiempo.

Pero hay otra explicación: este objeto súper denso y masivo podría ser un agujero de gusano que conecta nuestra región del espacio a otro punto del Universo, o incluso a otra parte del multiverso. Los astrofísicos han sabido desde hace mucho tiempo que los agujeros de gusano están permitidos por las leyes de la relatividad general y que se podían haber formado poco después del Big Bang. 

Y eso plantea una pregunta interesante. Si Sagitario A* es un agujero de gusano, ¿cómo pueden los astrónomos distinguirlo de un agujero negro? Hoy en día, se ha podido obtener una respuesta a esta pregunta gracias a la labor de Zilong Li y Cosimo Bambi de la Universidad de Fudan, en Shanghai.

Estos investigadores han calculado que un plasma en órbita alrededor de un agujero negro se vería muy diferente comparado al plasma orbitando un agujero de gusano. Han calculado la diferencia y también han simulado las imágenes resultantes que se deberían poder obtener utilizando la próxima generación de telescopios de interferometría. En otras palabras, si de verdad hubiera un agujero de gusano en el centro de nuestra galaxia, deberíamos poder verlo en los próximos años. 

Ilustración artística del plasma orbitando alrededor de un agujero de gusano
Cortesía de Lynette Cook, del Observatorio Gemini y AURA

La idea de que podría existir un agujero de gusano en el centro de nuestra galaxia no es tan descabellada como parece. En los inicios del Universo, las fluctuaciones cuánticas podrían perfectamente haber conectado diferentes regiones del cosmos, creando así agujeros de gusano que fueron preservados durante la inflación, o sea, cuando el Universo aumentó de tamaño en muchos órdenes de magnitud.

La presencia de un agujero de gusano nos permitiría resolver un importante problema en la formación de las galaxias. En los últimos años, los astrónomos han observado lo que parece ser un agujero negro supermasivo en el centro de muchas galaxias. De hecho, muchos creen que los agujeros negros supermasivos son necesarios para la formación de galaxias en primer lugar, ya que proporcionan una fuerza de gravedad suficiente como para mantener a la galaxia unida durante sus primeras etapas de formación.

Pero si eso fuera cierto, ¿cómo se vuelven los agujeros negros supermasivos tan masivos en tan poco tiempo? Después de todo, el agujero negro supermasivo que está en el centro de nuestra galaxia, tuvo que haber estado ahí unos 100 millones de años después del Big Bang. Eso no deja mucho tiempo para crecer.

Por el contrario, un agujero de gusano es un objeto primordial que se formó en un abrir y cerrar de ojos después del Big Bang. Así que si los agujeros de gusano se formaron de esta manera, tendrían que estar presentes en el Universo temprano para así desencadenar la formación de las primeras galaxias.

Por eso es muy importante saber distinguirlos. La diferencia entre si son agujeros negros supermasivos o agujeros de gusano nos proporcionaría importantes pistas acerca de los inicios del Universo.

En vista de ello, es fácil imaginar que poder distinguirlos debería ser algo imposible. Después de todo, los agujeros negros y los agujeros de gusano están detrás de un horizonte de sucesos desde el cual la luz no puede escapar. No hay manera de ver lo que está pasando dentro un horizonte de sucesos.

Sin embargo, existe una diferencia importante entre los agujeros negros y loa agujeros de gusano – este último es mucho más pequeño que el anterior, y esta es la base sobre la que Zilong y Bambi dicen que se les puede distinguir.

En estos gráficos se ha representado la forma que el plasma 

adquiriría según se tratase de un agujero negro o de un agujero de 

gusano. El negro representa la forma del plasma alrededor de un

 agujero de gusano hipotético. Y la línea azul punteada representa 

la forma del plasma alrededor de un agujero negro y la línea roja

también. 

Consideraron una nube de plasma caliente que orbita alrededor de

cada cuerpo y que emite luz infrarroja. A continuación, calcularon 

la trayectoria que la luz debe tomar para escapar y llegar a la Tierra,

donde se pueden obtener imágenes.

Debido a que la luz tiene dificultades para escapar de los campos gravitatorios extremos de estos objetos, la imagen de la nube de

plasma se vuelve borrosa y deformada. Pero la diferencia de

tamaño entre un agujero negro y un agujero de gusano provoca una

diferencia crucial en este emborronamiento o mancha. Este patrón

distinto de manchas es la firma que los astrónomos pueden usar para distinguirlos.

Nadie, por el momento, ha tenido éxito en la visualización de

Sagitario A* en la parte óptica e infrarroja cercana del espectro

electromagnético. Pero eso va a cambiar en los próximos años.

En particular, los astrónomos están construyendo un

interferómetro infrarrojo, llamado GRAVITY, en el VLT en el

desierto de Atacama en el norte de Chile. Este dispositivo será

capaz de resolver las nubes de plasma alrededor de Sagitario A* y

detectar la firma única de un agujero de gusano, en el caso de que

estuviera ahí.

Estas imágenes proporcionarán una visión fascinante de la

naturaleza del objeto denso y masivo del centro de nuestra galaxia.

La confirmación de que se trata de un agujero negro supermasivo

será importante, pero si descubrimos que en realidad se trate de un agujero de gusano, será aún más alucinante.

GRAVITY se enviará a Chile el próximo año y se espera que esté 

en funcionamiento poco después. En un futuro no muy lejano, lo 

más probable es que encontremos la respuesta a si hay un agujero

de gusano en el corazón de nuestra Vía Láctea.

Fuente: Physics arXiv Blog 

agujero de gusano encubierto