Si un agujero negro se dirigiera a nuestro sistema solar y llegara dentro de un año, ¿lo sabríamos necesariamente?

Básicamente, ¿nuestra tecnología de observación y nuestra cobertura son suficientes para casi siempre detectar objetos entrantes como un agujero negro cuando falta un año para que lleguen? Si es así, ¿dentro de qué período de tiempo no lo detectaremos necesariamente?

Sé que necesariamente es una palabra un poco fuerte, ya que, por supuesto, no es 100 % seguro que lo detectemos en cualquier caso, pero en ciertos puntos se vuelve muy poco probable que no lo detectemos. ¿Dónde queda este punto?

EDITAR:

Por lo que he recopilado de sus respuestas, hay tres formas de notar un agujero negro entrante:

  1. efecto de lente; los efectos gravitatorios del agujero negro distorsionan la luz, lo que podemos ver en nuestras imágenes espaciales.
  2. Radiación electromagnética causada por discos de acreción, desde rayos gamma hasta rayos X, incluida la luz visible.
  3. Efectos gravitacionales en el sistema solar. Si las órbitas de nuestro sistema solar cambian notablemente, esto podría conducir al descubrimiento de un agujero negro entrante.

Ahora bien, en qué medida cada uno de los puntos anteriores desempeñaría un papel en la detección del agujero negro depende de las características del agujero negro. Esto significa que probablemente haya muchos marcos de tiempo diferentes en los que es probable que se detecte el BH, según las características del BH. Si este es el caso, entonces estoy buscando un límite superior e inferior.

Podría depender de qué tan rápido iba. Las velocidades típicas de las estrellas cercanas podrían ser de unos 100 km/s, pero los agujeros negros podrían ir más rápido... tal vez 1000 km/s, si fueran acelerados por la explosión de la supernova que los formó.
@JamesK Si un agujero negro viajara a esa velocidad, ¿dentro de qué período de tiempo probablemente lo detectaríamos?
También seríamos capaces de detectar su efecto gravitacional sobre otros cuerpos del Sistema Solar; sus órbitas serían perturbadas por la presencia del agujero negro.
Cuando dice que el agujero negro "llegaría", ¿es este el punto en el que se nota la atracción gravitacional adicional o el punto en el que estamos dentro del horizonte de eventos del agujero negro que cruza hacia el sistema solar?
@LioElbammalf Depende de lo que quieras decir con notable. Supongo que si el efecto fuera notable, entonces el agujero negro probablemente se encontraría con bastante rapidez, porque la gente de todo el mundo querría averiguar qué estaba causando los misteriosos efectos gravitacionales. Tanto la curiosidad como el miedo probablemente harían que muchos recursos se dirigieran a encontrar la fuente de la perturbación, lo que me hace creer que el agujero negro se detectaría con bastante rapidez.
@ A.Kvåle Solo estoy tratando de tener una idea de dónde deberá estar este agujero negro dentro de un año para haber "llegado" a nuestro sistema solar.
@LioElbammalf Fue un marco de tiempo un poco arbitrario, simplemente lo usé como ejemplo. Lo que realmente es mi pregunta, es esta; "Si un agujero negro se dirigiera hacia nosotros, ¿dentro de qué período de tiempo de su llegada lo detectaríamos casi con certeza?"
¿Es este un BH estelar normal (con una masa de alrededor de 3 METRO ⊙ más o menos)? ¿ O es un BH primordial (altamente hipotético) ?

Respuestas (3)

Por supuesto, depende del tamaño del agujero. La única forma en que es probable que pueda detectar un pequeño agujero negro es por sus efectos gravitacionales . Si se trata de un agujero de masa solar, habría un efecto de lente. El espacio que rodea el sistema solar está vacío hasta donde sabemos. Si viaja a 100 km/s, inicialmente se encuentra a una distancia de 1/3000 años luz.

¿Seríamos capaces de ver la deformación de las imágenes de las estrellas?

Sí.

Se pueden ver los efectos de microlente. Podríamos computarizar las observaciones y dejar que den una advertencia si se detecta. ¿Seríamos capaces de decir su distancia? Eso es difícil, pero suponiendo que esté a un año de aquí podemos estimar su masa.

Si se da la advertencia, ¿entonces qué? Nada. Viviríamos con miedo (es decir, la gente que sabe) sin poder hacer nada sobre las horribles consecuencias (el sistema solar se verá afectado). Así que quizás sea mejor no saberlo. Los días que comience la perturbación lo dirán. Si la masa del agujero negro es pequeña (pero lo suficientemente grande como para no evaporarse sustancialmente en un año), queda por ver si se puede detectar. Solo verías un cielo negro con estrellas. Pero el impacto en la Tierra será visible con certeza. Los agujeros negros son, en ese sentido, mucho más astutos que los asteroides, que puedes ver. Sin embargo, no estoy seguro de cuán grande debe ser la masa para que el BH no se vaporice sustancialmente. Tal vez otros puedan decirlo. No es tan difícil de calcular.

Un agujero negro de 100 años parece tener una emisión máxima de 0,1 TeV. ¿No detectaríamos una fuerte fuente de radiación que es cada vez más fuerte? También me imagino que la gravedad no sería nuestro único problema...
@MaciejPiechotka ¿Qué quiere decir con un agujero negro de 100 años? ¿Te refieres a la radiación de Hawking?
@MaciejPiechotka Creo que ese agujero podría descubrirse mucho antes de un año.
Un agujero negro que se evapora en 100 años. Sí. Me refiero a la radiación de Hawking. No estoy seguro de si 'La única forma en que es probable que pueda detectar un pequeño agujero negro es por sus efectos gravitacionales'. es cierto para un agujero negro tan cercano ya que los agujeros negros pequeños están calientes (es decir, emiten radiación de cuerpo negro de objeto caliente).

Un agujero negro acercándose a nuestro sistema solar se habría detectado con cientos de años de anticipación debido al cambio de posición de las estrellas cercanas, aunque su verdadera naturaleza no se conocería hasta hace décadas, cuando el concepto de agujeros negros se postuló por primera vez y luego se confirmó.

Incluso si el agujero negro entrara en el sistema solar, en lugar de pasar cerca de él, no consumiría ningún planeta. Es demasiado pequeño, por lo que las posibilidades son ridículamente bajas. Las órbitas de los planetas serán definitivamente perturbadas, lo que tendrá otras consecuencias.

Kurzgesagt - En pocas palabras hizo un video sobre lo que sucedería si una enana marrón volara a través del sistema solar interior y provocara la expulsión de la Tierra. Si bien no es tan masivo como un agujero negro, los efectos serían similares:

"Es demasiado pequeño", "aunque no es tan masivo como un agujero negro": parece que hizo suposiciones sobre el tamaño del agujero negro hipotético, pero la pregunta no especificó un tamaño particular.
@JBentley Sí, nunca especifiqué el tamaño.

Llegar dentro de un año = casi seguramente ya dentro de la heliosfera.

Supongo que un agujero negro remanente estelar (los más grandes serán aún más notables, los más pequeños aún se desconocen).

Será una fuente de rayos X bastante brillante en el cielo (tenemos suficiente materia alrededor para soportar un disco de acreción brillante).

Distorsionará las órbitas de nuestro planeta exterior durante probablemente 10 años antes.

Y sí, será un desastre.

Se necesitaron miles de millones de años para que el sistema solar orbitara en un estado más o menos estable y circular, y dependemos en gran medida de este estado de cosas.

y no sólo una fuente de rayos X. El horizonte de sucesos emite en todo el espectro, no se sorprendería si todo el polvo espacial y otros objetos que son absorbidos hacia él hicieran que también emitiera luz en el espectro visual.
El horizonte de eventos emite radiación de Hawking, para un agujero negro de masa estelar (o más grande) es MUCHO más frío que el fondo cósmico de microondas. Los rayos X, los rayos gamma (y todo lo más suave también) provienen del disco de acreción y de los chorros polares. Y sí, probablemente también será visible en UV-Vis.
¿Puedes establecer que sería una fuente brillante de rayos X? Creo que este es el punto clave.
Se estima que el famoso Cygnus X-1 tiene una luminosidad en rayos X cuatro órdenes de magnitud superior a la de nuestro Sol en todo su espectro. Su disco de acreción es impulsado por el viento estelar de su compañera. Bueno, nuestro entorno es bastante más débil en los vientos estelares, pero buena suerte al perder un agujero negro cerca de la nube de Oort.
Según mis cálculos; si se usa la estimación más pequeña para el límite exterior de la nube de Oort (0,08 años luz) y se usa la estimación más alta para la velocidad del agujero negro (1000 km/s), entonces entraría en la nube de Oort cuando esté a unos 30 años de distancia de nosotros. Entonces, la pregunta es, si está a 0,08 ly de distancia de nosotros, ¿en qué medida veríamos su disco de acreción? ¿Podríamos verlo a simple vista?
Bastante sí.
¿Se vería como otra estrella en el cielo o se vería más única? ¿En qué punto seríamos capaces de ver realmente el disco de acreción?
Sí, se verá como una estrella. Más y más brillante. No, creo que nunca podremos resolver el disco de acreción a simple vista: la Tierra explotará en pedazos antes de eso (fuerzas de marea) y la atmósfera desaparecerá mucho antes incluso de eso (rayos X). Y creo que no hay una distancia segura para que un humano vea el disco de acreción del agujero negro estelar.
No estoy seguro de dónde saqué esta idea (pensé que alguien la comentó en esta publicación), pero ¿es cierto que cuanto más pequeño es el agujero negro, más brillante es el disco de acreción? Según Wikipedia, cuanto mayor sea la masa del cuerpo central, mayor será la frecuencia de la radiación EM. Ahora, ¿la luminosidad está correlacionada de manera similar? Cuanto mayor es la masa, mayor es la luminosidad? Si es así, probablemente haría que mi primera idea fuera incorrecta.
Cuanto más pequeño es el agujero negro, más brillante es el propio agujero negro (radiación de Hawking). Pero no conocemos ningún agujero negro que tenga incluso radiación de Hawking teóricamente detectable. Las propiedades del disco de acreción dependen de muchos factores que no soy competente para comentar, pero el factor principal en su brillo/luminosidad es la materia disponible para la acreción. Los agujeros negros más grandes (más pesados) son más brillantes en términos de escala (atraen materia de un mayor volumen de espacio).
@A.Kvåle Eche un vistazo a la calculadora de radiación de Hawking .
@ PM2Ring ... solo para ver cuán poco importante es la radiación de Hawking en el contexto de la pregunta.
¿Los agujeros negros más pequeños liberan más radiación de Hawking porque tienen menos gravedad?
@ A.Kvåle en estos términos, los agujeros negros más pequeños liberan más radiación de Hawking debido a un efecto de marea más fuerte cerca del horizonte de eventos.
Si un agujero negro se dirigiera a nuestro sistema solar y llegara dentro de un año, ¿lo sabríamos necesariamente?
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