martes, octubre 20, 2020
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¿Estrella de neutrones o diminuto agujero negro?

Un grupo de científicos halló evidencias en el espacio de un acontecimiento que genera altas expectativas para la disciplina.

Los astrónomos anunciaron a finales del mes pasado que habían descubierto algo allá fuera en la oscuridad: un cadáver estelar demasiado pesado para ser una estrella de neutrones –el remanente de la explosión de una supernova– pero no lo suficientemente pesado para ser un agujero negro.

Sea lo que sea que haya sido, hace mucho que se fue. Hace unos 780 millones de años, y a 780 millones de años luz, fue devorado por un agujero negro 23 veces más masivo que el sol. Ese festín dejó atrás un agujero negro aún más pesado, una vasta y hambrienta nada con una masa equivalente a la de 25 soles.

Las noticias del evento llegaron recientemente a la Tierra, a través de ondas espacio-temporales conocidas como ondas gravitacionales. Estas vibraciones evanescentes fueron sentidas el 14 de agosto de 2019 por un conjunto de antenas en Italia y los Estados Unidos llamado Colaboración Internacional LIGO-Virgo. Los resultados fueron publicados en la revista Astrophysical Journal Letters.

Según una teoría, que es desde hace décadas la columna vertebral de ola de expectativa en la astrofísica, una estrella puede terminar en uno de tres estados finales, dependiendo de su masa: una ceniza que se enfría perpetuamente conocida como enana blanca; una estrella densa, con la masa de un par de soles comprimida en una bola de sólo 19 kilómetros de ancho, conocida como estrella de neutrones; o un agujero negro, una bestia que Albert Einstein predijo a regañadientes que era tan densa que nada, ni siquiera la luz, podía escapar de su gravedad.

La víctima de esta colisión pesaba 2,6 masas solares, según los cálculos del LIGO-Virgo. Eso es más pesado que el límite aceptado de 2,5 soles para una estrella de neutrones. Pero el agujero negro más ligero jamás medido tenía la masa de cerca de cinco soles.

Así que el objeto misterioso se encuentra en lo que los astrofísicos llaman “brecha de masa”. Los astrónomos se han preguntado durante mucho tiempo qué podría ocupar esta astronómica tierra de nadie.

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

Añadió: “si es una estrella de neutrones, es una estrella de neutrones emocionante. Si es un agujero negro, es un excitante agujero negro”.

En una declaración emitida por el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología de Gran Bretaña, Charlie Hoy, estudiante de postgrado de la Universidad de Cardiff y coautor de Kalogera, dijo: “No creí en la alerta cuando la vi llegar por primera vez”.

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

Desde entonces, al LIGO se le ha unido en su exploración de la oscuridad otra antena conocida como Virgo, en Cascina, Italia. La Colaboración combinada LIGO-Virgo consiste en unos 2000 científicos de todo el mundo. La lista alfabética de sus nombres e instituciones ocupa las primeras 5 páginas y media del nuevo documento.

La desconcertante colisión registrada en agosto pasado fue uno de los 56 posibles eventos de ondas gravitatorias –la mayoría de los cuales parecen ser colisiones de agujeros negros– detectados durante la tercera corrida del observatorio, que se extendió desde abril de 2019 hasta marzo de 2020, cuando la pandemia de coronavirus paralizó la mayoría de las actividades científicas en todo el mundo. La colaboración sigue revisando los datos en un esfuerzo por analizarlos y confirmarlos.

Kalogera dijo que el evento fue emocionante por varias razones. La proporción de las dos masas que chocaron fue la más extrema –9 a 1– de las colisiones de ondas gravitacionales que se han observado hasta ahora. Para empezar, los astrónomos tienen dificultades para imaginar cómo estrellas tan inigualables podrían unirse en un sistema binario de estrellas dobles.

“Esto es muy difícil de explicar para las teorías de formación”, dijo.

La señal –un “chirrido” característico causado por los objetos en colisión que giran cada vez más rápido al acercarse a su momento de perdición final– duró unos 10 segundos. “Debido a la circunstancia favorable de haber observado una señal tan fuerte con masas componentes bastante diferentes, y durante unos 10 segundos, conseguimos la medición de la onda gravitatoria más precisa del giro de un agujero negro hasta la fecha”, dijo Alessandra Buonanno, del Instituto Albert Einstein de Potsdam, Alemania, en una declaración emitida por el brazo del instituto en Hannover, Alemania. 

Daniel Holz, un profesor de astronomía de la Universidad de Chicago que es miembro de la colaboración LIGO, pero no es uno de los principales autores de este trabajo, musitó que las estrellas de neutrones y los agujeros negros eran en cierto sentido “polos opuestos”.

“Una estrella de neutrones está compuesta por la materia más densa del universo, y es en cierto sentido la estrella definitiva”, dijo en un correo electrónico. “Un agujero negro es sólo espacio y tiempo deformado. ¡Ni siquiera tiene una superficie física! Y el interior de un agujero negro es en cierto sentido ni siquiera parte de nuestro universo, ya que nada puede salir de él”.

Añadió: “Lo que es asombroso es que, a pesar de sus profundas diferencias, en este caso particular no podemos decir cuál es cuál!” Todas las pistas desaparecieron en el agujero negro resultante.

“Así que no estamos seguros de si este objeto es una estrella de neutrones o un agujero negro, y de cualquier manera es emocionante y aprendemos algo nuevo”, dijo Holz. “¡Es una situación en la que todos ganan! Muchos teóricos están ahora afilando sus lápices para tratar de explicar lo que hemos visto”.

© 2020 The New York Times

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