Descubrimiento: el "almuerzo" de un agujero negro que fascina a los astrónomos

Un grupo de astrónomos y astrofísicos de diferentes partes del mundo descubrió en la profundidad del espacio un fenómeno hasta ahora jamás detectado. Ellos captaron un objeto astronómico demasiado pesado para ser una estrella de neutrones o estrella muerta -lo que queda de la explosión de una supernova-, pero no lo suficientemente pesado como para ser un agujero negro.

Según el estudio de estos investigadores espaciales, publicado ayer en el sitio científico Astrophysical Journal Letters, lo que alguna vez estuvo en ese lugar del espacio donde hicieron el hallazgo, se fue hace mucho tiempo. Hace unos 780 millones de años y a 780 años luz de distancia, lo que había allí fue devorado por un agujero negro 23 veces más masivo que el sol.

Y lo que quedó en ese sitio fue un agujero negro todavía más pesado: una enorme y hambrienta nada con la masa de 25 soles. Para los científicos, esta sería la evidencia de un "almuerzo" realizado por un agujero negro, tal como lo definió un artículo de The New York Times.

Las noticias de ese fenómeno llegaron recientemente a la Tierra en forma de ondas espacio temporales conocidas como ondas gravitacionales, que fueron captadas por detectores ubicados en el laboratorio Virgo, en Italia, y el Observatorio de Interferómetro Láser de Ondas Gravitacionales (conocido como LIGO), en Estados Unidos.

Según una teoría que ha sido la columna vertebral por décadas de la astrofísica, una estrella puede terminar en tres diferentes estados, de acuerdo con su masa: como un remanente estelar -conocido como enana blanca-; como una estrella densa, con la masa de un par de soles comprimidos en una bola de solo 12 millas de ancho -estrella de neutrones- o devorada por un agujero negro, un elemento espacial que Albert Einstein predijo -aún sin creer del todo en ellos- que podía ser tan denso que ni siquiera la luz puede escapar de su gravedad.

La brecha de masa

El resultado de esta colisión pesó 2,6 masas solares, según los cálculos de LIGO-Virgo. Ese nivel es más pesado que el límite aceptado de 2,5 masas solares para una estrella de neutrones. Pero, por otra parte, el agujero negro más ligero jamás medido fue de unas cinco masas solares.

Una masa solar es la unidad de medida que se utiliza para mensurar estrellas u otros fenómenos astronómicos. Es igual a la masa del sol, y, para tener una idea, es equivalente a 332.950 veces la masa de la Tierra.

Entonces, de acuerdo con su masa solar, el objeto misterioso detectado por LIGO y Virgo se encuentra directamente en lo que los astrofísicos llaman la "brecha de masa". Los astrónomos se han preguntado durante mucho tiempo qué, si es que hay algo, podría ocupar este territorio astronómico de nadie.

"Hemos estado esperando décadas para resolver este misterio", dijo en una entrevista Vicky Kalogera de la Northwestern University, una de las principales autores del artículo. "No sabemos si este objeto es la estrella de neutrones más pesada conocida o el agujero negro más ligero conocido, pero de cualquier manera se rompe un récord".

"Si es una estrella de neutrones, es una estrella de neutrones emocionante. Si es un agujero negro, es un agujero negro emocionante", agregó.

En una declaración emitida por el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología en Gran Bretaña, Charlie Hoy, un estudiante graduado de la Universidad de Cardiff y coautor de la publicación, dijo: "No creí la alerta cuando la vi por primera vez".

El observatorio LIGO hizo historia en 2016 cuando detectó ondas gravitacionales de un par de agujeros negros en colisión, demostrando la existencia tanto de ondas gravitacionales, un siglo después de que Einstein las predijo, como de agujeros negros. El instrumento consta de antenas gemelas en forma de L en Hanford, Washington, y Livingston, Louisiana.

Un descubrimiento de "ganar-ganar"

Desde entonces, LIGO se ha unido en su exploración de la oscuridad por otra antena conocida como Virgo, en Cascina, Italia. La colaboración combinada LIGO-Virgo reúne a unos 2000 científicos de todo el mundo. El listado alfabético de sus nombres e instituciones ocupa las primeras cinco páginas y media del documento en The Astrophysical Journal Letters.

Daniel Holz, profesor de astronomía en la Universidad de Chicago, miembro de la colaboración LIGO, pero no uno de los principales autores de este artículo, reflexionó que las estrellas de neutrones y los agujeros negros son en cierto sentido "polos opuestos".

"Una estrella de neutrones está compuesta de la materia más densa del universo y, en cierto sentido, es la estrella definitiva", dijo en declaraciones a The New York Times.

"Un agujero negro es solo espacio y tiempo deformados. ¡Ni siquiera tiene una superficie física! Y el interior de un agujero negro, en cierto sentido, ni siquiera es parte de nuestro universo, ya que nada puede salir de él", agregó.

"¡Lo sorprendente es que, a pesar de sus profundas diferencias, en este caso particular no podemos decir cuál es cuál! Así que no estamos seguros de si este objeto es una estrella de neutrones o un agujero negro. De cualquier manera es emocionante y aprendemos algo nuevo, señaló Holz. "

"¡Es un ganar-ganar! Muchos teóricos ahora están afilando sus lápices para tratar de explicar lo que acabamos de ver", concluyó.