Los agujeros negros no se ven afectados por la materia oscura

Galaxia NGC 2998Los agujeros negros supermasivos que se sitúan en el centro de la mayor parte de las galaxias, parecen no verse afectados por la materia oscura, de acuerdo con un nuevo estudio.

En los últimos años, los astrófísicos han encontrado cada vez más pruebas de que los agujeros negros supermasivos se sitúan en el corazón de la mayoría de galaxias, y ciertamente en aquellas con abultamientos en el centro.

El que hay en el centro de nuestra galaxia tiene aproximadamente 6 horas-luz de diámetro (no años luz), más o menos el tamaño de la órbita de Neptuno, y es equivalente en masa a varios millones de soles. Podemos ver una extraordinaria estrella, conocida como S2, orbitándolo cada 15 años aproximadamente.

Lo emocionante de este vínculo entre agujeros negros y galaxias es que está empezando a parecer que los agujeros negros y las galaxias se formaran juntos. Y que la evolución de uno regula la del otro. Ésta es una inteligente y emocionante idea, pero lleva a un misterio.

Los astrónomos asumen que la gravedad mantiene unidas a las galaxias. Pueden tener una buena idea de esta fuerza midiendo la masa galáctica. Pero muchos discos galácticos rotan tan rápido que la fuerza centrípeta debería desmembrarlas.

Algo más debe estar manteniendo unidas a las galaxias. El consenso es que algún tipo de material invisible, conocido como materia oscura, es el que hace el truco. De hecho, los astrónomos creen que la mayor parte de las galaxias se sitúan en un halo de materia oscura que están estrechamente vinculado al disco galáctico.

Por supuesto, de ser cierto, es natural suponer que la materia oscura debe influir también en los agujeros negros. Por tanto los agujeros negros deben ser capaces de crecer alimentándose de materia oscura y esto tiene grandes implicaciones a cómo de grandes pueden ser, y para la evolución galáctica.

Pero aquí es donde los astrofísicos empiezan a rascarse la cabeza. Pueden ver que los agujeros negros están, a menudo, vinculados con el tamaño de los abultamientos del centro de los discos galácticos, pero no existe correlación entre el tamaño de los agujeros negros y los propios discos galácticos.

Y esto crea el misterio: ¿Cómo pueden los discos galácticos y los agujeros negros estar correlacionados con la materia oscura, pero no entre sí?

Hoy, John Kormendy y Ralf Bender del Instituto Max Planck para Física Extraterrestre en Alemania, proporcionan la respuesta.

Han estudiado seis galaxias que contienen agujeros negros, pero no tienen abultamiento, como NGC 2988 mostrada arriba. Hicieron esto, dicen, porque: “queríamos conocer si la materia oscura se relaciona con los agujeros negros en ausencia del componente que sabemos que se correlaciona con ellos”.

Su conclusión es que no lo hace: el tamaño del halo de materia oscura no tiene efecto sobre el tamaño del agujero negro que hay en el centro de la galaxia. Sus datos sugieren que los agujeros negros más grandes simplemente están en las galaxias de mayor tamaño, y que la materia oscura no tiene nada que ver.

Pero en la mejor tradición de la ciencia, esto aclara un misterio sólo para revelar otro. Si la materia oscura tiene una fuerte influencia gravitatoria, ¿por qué no forma agujeros negros?

Nadie lo sabe. Pero hay otro grupo de astrónomos que estudiará los resultados con interés. Estos chicos creen que la materia oscura en una invención innecesaria. En lugar de eso, dicen, la rotación de las galaxias puede explicarse si la fuerza de la gravedad es mayor a lo largo de estas distancias galácticas.

Por lo que, de acuerdo con ellos, hay una explicación más simple para la ausencia de un vínculo entre materia oscura y agujeros negros: la materia oscura no existe.

Huelga decir que esta idea, la Dinámica Newtoniana Modificada o MOND, no está dentro de la corriente principal. Pero como hipótesis alternativa puede aún hacer sudar sangre a la materia oscura.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1101.4650: Supermassive Black Holes Do Not Correlate With Dark Matter Halos Of Galaxies
Fecha Original: 27 de enero de 2011
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Comments (27)

  1. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Los agujeros negros supermasivos que se sitúan en el centro de la mayor parte de las galaxias, parecen no verse afectados por la materia oscura, de acuerdo con un nuevo estudio. En los últimos años, los astrófísicos han encon…..

  2. [...] This post was mentioned on Twitter by Ciências Exactas, newsciencia, Astroidea, Skepticus, Sergio Rodríguez and others. Sergio Rodríguez said: Interesante RT: @Ciencias_es Los agujeros negros no se ven afectados por la materia oscura http://bit.ly/e0QfpT [...]

  3. Helena Nito

    Me parece que Alexander F. Mayer resuelve muy bien todos estos dilemas de la materia oscura.

    Podéis ver sus trabajos en:

    http://jaypritzker.org/pages/talks.html

    Saludos.

    • Los trabajos de Mayer distan bastante de explicar los grandes problemas de la cosmología. Son solo pura especulación mientras no haya pruebas claras que los avalen. Inicialmente se basaban en un efecto “descubierto por él” y bautizado como GTR “gravitational transverse redshift”. Otorgó a este efecto la existencia del fondo de microondas, las “anomalias en los GPS”, las anomalias de las Pioneer,las rotaciones anómalas de las estrellas en las galaxias y varias cosas más y concluyó que el big-ban, la materia y energía oscura no existen. Posteriormente rehizo sus trabajos en una web propia y después tuvo que admitir que cometió un error grave en su interpretación del efecto GTR (además de que sus trabajos no explican convincentemente muchas observaciones cosmológicas) aunque siguió manteniendo sus ideas. Hay que tener cuidado por que aunque los trabajos parecen ciencia seria creo que los científicos coinciden en que solo son especulaciones de alguien con mucho afán de protagonismo.

      • OzzyBulla

        La materia oscura termina en la misma posición de dios del debate de la semana pasada:
        1.- Nadie ha probado su existencia
        2.- Los creyentes (en la materia oscura) creen en ella porque sin ella no se pueden explicar la cohesión de las galaxias…como los otros, que “gracias a dios” se pueden explicar la existencia del universo y de la vida
        3.- Se pide a los no creyentes (que terminan cayendo en la trampa) que demuestren la no-exitencia de la materia oscura (o de dios); lo cual es un absurdo, no se puede demostrar la no-existencia, tal como no sepuede demostrar la inocencia.
        4.- Los creyentes (en dios o en la MO) son de una arrogancia absoluta y, como no se les demuestra la no existencia, lo toman como prueba de la existencia.
        5.- Corolario: no se explican por que la materia oscura (o dios) no está presente donde debiera estar, pero esto no les cuestiona su creencia.

        ¿Por que no aceptamos lo que es evidente, que nuestra comprensión de la gravedad es, al menos, incompleta?

        • La analogía sobre el no poder demostrar la inocencia (supongo que de alguien) no es válida, porque sí es perfectamente demostrable según la casuística. Todo el resto del punto 3 es totalmente certero.

          Saludos.

        • awfwaef

          Me da a mi que alguien tiene un serio problema… eres incapaz de hablar de algo sin mencionar la religión…

      • Helena Nito

        es cierto que el trabajo de Mayer es más cualitativo que cuantitativo, pero decir que es una teoria muy especulativa que no da cuenta de ciertos aspectos cosmológicos, bueno, esto no biene de nuevo; las teorias cosmológicas aceptadas actualmente son iguales: sumamente especulativas y no dan cuenta de muchos hechos cosmologicos… así que.

        de todas formas el efecto que dice descubrir Mayer se puede calcular. Pero bueno, supongo que la materia oscura, la energia oscura, las singularidades, etc son mejores ideas.

        saludos.

  4. [...] Los agujeros negros no se ven afectados por la materia oscura [...]

  5. Hola:
    No es cierto que el agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia tenga un diámetro de 6 horas luz. Se estima que el radio de Schwarzschild de Sgr A*, con una masa de unos 4 millones de soles, esté en 1/12 unidades astronómicas. Por la escala temporal de sus variaciones observadas en R-X e infrarrojo, de minutos, se calcula que no puede exceder, en ningún caso, del orden de una unidad astronómica.
    Saludos,
    JORGE

  6. Me adhiero a tu explicaciòn Ozzy, nunca he creido que la Materia Oscura exista, la posibilidad de que exista es un artificio para justificar otra cosa, pero nadie lo ha demostrado, no hay evidencias de que exista, como tampoco existe Dios.
    Dios se ha constituìdo en el primer invento que el hombre tuvo y no fue uno, sino varios (el del fuego, el de la lluvia, el de la cosecha, el de la abundancia, infinidades de identidades en las que creer).

  7. reneco

    la materia oscura si existe, y es toda la materia existente porque la materia por si sola, hasta donde yo sé, no emite ningún tipo de radiación que la haga visible, las radiaciones detectadas normalmente corresponden a los saltos que dan los electrones entre los distintos orbitales en el átomo y además están las radiaciones atómicas que se emiten cuando hay modificaciones en la estructura del núcleo atómico, pero en sí la materia solo es detectable por su interacción gravitatoria, por ejemplo una nube de neutrones dispersos dentro de nuestra galaxia sería prácticamente imposibles de detectarla dentro de la misma galaxia, habría que detectarla por su influencia gravitatoria al exterior a la galaxia o por mediciones en la velocidad de rotación de las estrellas que están en la periferia de la galaxia, que es mas o menos lo mismo. Ahora no se si es posible la existencia de una nube neutrónica dispersas.

    • aloctavodia

      todo cuerpo (al menos por encima del cero absoluto) emite radiación electromagnética y en general la frecuencia de esa radiación será proporcional a la temperatura del cuerpo.

      • reneco

        Esta radiación es causada por la agitación térmica que hace saltar los electrones entre los orbitales generando esta por desplazamiento de cargas eléctricas entre los orbitales, pero en si la materia no genera radiación electromagnética.

    • Fer137

      “Ahora no se si es posible la existencia de una nube neutrónica dispersas.”

      Busca su vida media y saca tus propias conclusiones.

      • jurl

        Sin conexión con la observación de reneco.

        Los neutrones, igual que se deshacen, se rehacen xD. Además, 20 minutos moviéndose muy cerca de c pueden ser miles (o los que quieras) de años en relación a partículas a velocidades no relativistas. Esa “vida media” no les afectaría demasiado (podrían viajar como tales distancias inmensas). Finalmente, ignoramos todo sobre determinados medios interestaleres, y la capaciad que puedan tener de (re)generar neutrones. Ya no es la primera vez que aparecen cosas donde nadie soñaba que pudieran estar…

      • reneco

        Gracias por la observación en cuanto a la duda de una posible nube de neutrones, la vida media es de unos 15 minutos, una eternidad a nivel atómico, pero lo di como ejemplo para hacerlo extensivo a cualquier nube de partículas neutras (sin carga eléctrica) que estuviera dispersa dentro de nuestra galaxia. ahora me surgen nuevas dudas que puede que se aparten un poco del artículo ¿de que depende la vida media, que es un proceso estadístico? y ¿si la radiación electromagnética que emiten los cuerpos arriba de los cero grados kelvin se aplican a las partículas o a solos los cuerpos compuesto por átomos?. Por que tenía entendido que la radiación electromagnética solo se origina cuando hay desplazamientos de cargas eléctricas, como en los electrones entre los orbitales

        • jurl

          Perdón por la talibanez, pero no son grados Kelvin, son Kelvin, a secas. Grados son los Celsius (o centígrados), Farenheit, Reaumur, Rankine, etc., es decir, la unidad de temperatura se llama “grado” (nombre de pila) y “lo-que-sea” (apellido), porque las escalas (grados, grado = peldaño, escala = escalera, terminología histórica ya superada xD) fueron desarrolladas por cada uno de esos físicos. Pero Kelvin no son grados, es unidad así tal cual. Pronóstico de temperaturas para hoy donde estoy, 278-284 K.

          La vida media no depende de nada, es de naturaleza totalmente cuántica. Significa que de una población inicial de x partículas, al cabo de esa vida media (un período de tiempo) tendrás x/2 partículas, la mitad, al cabo de dos vidas medias, x/4, la cuarta parte, al de tres, x/8, la octava y así sucesivamente.

          La vida media es totalmente aleatoria. Es imposible saber, si pudieras etiquetarlos individualmente, cuáles partículas decaerían y cuáles no (incluso, de qué forma lo van a hacer si hay varias). Aleatoriedad pura cuántica, como quizá no exista en ningún otro fenómeno natural. Sólo sabes que transcurrido ese tiempo, habrán desaparecido exactamente tantas.

          Es fácil ver que siempre habrá neutrones que duren muchísimo, porque para reducir por ejemplo un mol (un número de Avogadro, 6,022·10²³, 6 millardos de millones de millones de millones -trillones- de partículas) a 1, usando la fórmula habitual:

          Nt = No · e^(-λ·t), tomando No, la cantidad inicial como 1 mol (esa cifra), y Nt = 1 único neutrón superviviente, despejando t, siendo λ = ln2 / T, donde T es la vida media (886 s, aprox. 15 minutos) dando λ = 0.000782 s⁻¹

          -ln(Nt/No) / λ = t, t = 69.985 s ~ 50 días.

          Una fuente que libere 1 mol de neutrones a velocidad no relativista, implica que tardan 50 días en desaparecer por completo. Una fuente natural que liberase neutrones como resultado de algún proceso físico, liberaría “bastante más” que un mol por segundo (aumentas No), y a velocidades relativistas (aumentas T), con lo que la cantidad de tiempo que un neutrón anda viajando por el espacio es obviamente muchísimo mayor (y la distancia que recorre, ni te cuento), eso sin tomar en cuenta otras consideraciones.

          Del plasma aún tenemos todo por saber. Como de tantas cosas.

  8. kike

    Siempre que se habla de materia oscura me recuerda al famoso eter; en realidad podría ser un simple parche para que cuadren las cuentas; estoy de acuerdo con algún comentarista que indica nuestro desconocimiento de todas las implicaciones que puede tener la gravedad sobre los diferentes cuerpos.

  9. Jorge

    a mi lo que me sigue sin cuadrar es un agujero negro como singularidad destruya toda la materia, o la transforme o lo que haga con ella, a algun lado tiene que ir en algun lado tiene que estar. Que feliz sere el dia que sepamos que narices pasa realmente.

    • reneco

      Un agujero negro no destruye la materia solo la almacena en un punto infinitamente pequeño, pero la materia está ahí y se siente su efecto a través de su gravedad.

  10. Un tema interesante, aunque complicado de seguir para lo que no somos expertos en física y astronomía.

  11. Ivan

    Hay errores de traducción importantes en este artículo:

    Aquí: “Y esto crea el misterio: ¿Cómo pueden los discos galácticos crear agujeros negros correlacionados con la materia oscura, pero no entre sí?”

    (And that creates the puzzle: how can galactic discs and black holes both be correlated with dark matter but not to each other?)

    y aquí: “Pero en la mejor tradición de la ciencia, esto aclara un misterio sólo para revelar otro. Si la materia oscura tiene una fuerte influencia gravitatoria, ¿por qué forma agujeros negros?”

    (But in the fine tradition of science, this clears up one mystery only to reveal another. If dark matter has this powerful gravitational influence, why doesn’t it form into black holes?)

  12. Los agujeros negros no se ven afectados por la materia oscura…

    Un estudio demuestra que las galaxias que más materia oscura deberían tener no tienen mayores agujeros negros, parece que la materia oscura y los agujeros negros no se relacionan, lo que supone un misterio….

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