Concepto artístico de un agujero negro supermasivo. Crédito: ESO/L. Calçada
El agujero negro es más grande de lo que se creía, lo que obliga a replantearse cómo envejecen las estrellas.
Un grupo de investigadores ha hallado un agujero negro mucho más masivo de lo que se creía posible en la Vía Láctea. El hallazgo no es una simple anécdota; obligará a replantearse la imagen sobre cómo envejecen las estrellas más masivas que podemos encontrar en el cosmos…
Agujeros negros de diferentes tipos
Hay que decir que, a grandes rasgos, en el universo podemos encontrar dos tipos de agujeros negros. Por un lado, tenemos los agujeros negros supermasivos. Y, por otro tenemos los agujeros negros estelares (o de masa estelar).
Los primeros, agujeros negros supermasivos, tienen de millones a decenas de miles de millones de veces la masa del Sol (a la que nos referimos como una «masa solar»). Estos objetos se encuentran en el centro de las galaxias grandes que podemos observar en el universo, y todo gira a su alrededor. La Vía Láctea no es una excepción, el agujero negro supermasivo en su centro se llama Sagitario A* (se lee sagitario A estrella).
Tiene unos 4 millones de masas solares, y su origen, al igual que el del resto de agujeros negros supermasivos, no está completamente claro. No se sabe con certeza qué mecanismo propició que, en las primeras etapas del universo, pudiese crecer hasta alcanzar la cantidad de masa que tiene a día de hoy. Dicho de otra manera, el universo no es lo suficientemente viejo como para que pudiesen evolucionar; siempre, claro está, teniendo en cuenta lo que se conoce en estos momentos. Aunque hay mecanismos que explican cómo podría suceder.
Pero, en este caso, la atención se centra en el otro tipo de agujeros negros. Los agujeros negros estelares (o de masa estelar). En este caso, su origen sí que está claro. Son el resultado de las estrellas más masivas, mucho más masivas que el Sol, que han llegado al final de su vida. Al agotar todo el combustible que acumularon durante su formación, la estrella sucumbe bajo su propia gravedad. Durante la mayor parte de sus vidas, la fusión de elementos contrarresta ese efecto. Pero sin ella, no hay nada que lo pueda detener, y colapsa bajo sí misma.
Los agujeros negros estelares son muy abundantes
En el caso de estrellas mucho menos masivas, como el Sol o astros con menos masa, la gravedad provoca que la estrella se comprima, pero llega un punto en el que la presión ejercida por los electrones impide que se siga adelante. Su gravedad no es lo suficientemente grande como para continuar ese proceso. Tras de sí, queda una enana blanca, el cadáver de estrellas con poca masa. Si subimos un peldaño (a estrellas más masivas que el Sol, pero no las más masivas de la galaxia), su gravedad provoca que ni los electrones puedan frenarlo.
Concepto artístico de un agujero negro observado delante de la Gran Nube de Magallanes. Crédito: Alain R/Wikimedia Commons
En ese caso, se forma una estrella de neutrones (los electrones se combinan con los protones, formando neutrones). En el caso de las estrellas más masivas, su gravedad es tan grande que ni siquiera la presión ejercida por los neutrones puede frenar el colapso gravitatorio. Lo que queda es un agujero negro estelar. Son muchísimo menos masivos que los agujeros negros supermasivos. Hasta ahora, se estimaba que, como máximo, tendrían en torno a 30 masas solares. Pero un grupo de investigadores ha observado uno mucho más masivo.
Se trata de un agujero negro estelar al que han bautizado como LB-1, que está a unos 15 000 años-luz del Sistema Solar. Se calcula que tiene unas 70 masas solares, muy por encima de lo que se creía posible. Algo que obligará a replantearse cómo mueren las estrellas más masivas. No es descartable que existan otros, con masas similares, que no hayan sido descubiertos todavía. Porque, cabe recordar, en la Vía Láctea se estima que existen millones de agujeros negros de masa estelar. LB-1, sin embargo, resulta el más sorprendente de los descubiertos por ahora.
La muerte de las estrellas más masivas
¿Cuáles son las implicaciones de la existencia de un agujero negro como LB-1? Apunta a que no se conoce con exactitud qué sucede en las últimas etapas de las estrellas más masivas. Se pensaba que la masa máxima sería de, aproximadamente, la mitad de la masa de LB-1 por la composición química de la galaxia. Las estrellas más masivas tienen un viento estelar muy potente. Provoca que, a lo largo de su vida, pierdan una cantidad de masa gigantesca. Eso debería impedir que, en el final, conservasen mucha masa. Pero LB-1 indica que no es así.
El centro de la Vía Láctea, observado por el telescopio Spitzer. Crédito: NASA/JPL-Caltech/S. Stolovy (Spitzer Science Center/Caltech)
Para detectarlo, se ha observado el movimiento de una estrella, que parecía describir una órbita alrededor de un punto invisible. Tras su estudio, los investigadores determinaron que tarda 79 días en completar una órbita alrededor de un objeto con 70 veces la masa del Sol. La técnica permite detectar agujeros negros por la influencia de su gravedad en su entorno. Es algo novedoso, que no se había hecho hasta hace muy poco. Generalmente, era necesario que el agujero negro estuviese activo. Es decir, absorbiendo material de alguna estrella cercana.
El hallazgo de LB-1 obliga a reexaminar qué sucede con las estrellas más masivas. Quizá no todas pierdan una gran cantidad de masa debido al viento estelar. Por otro lado, también sirve para explicar lo detectado con las ondas gravitacionales. Con este nuevo método se detectó, hace no muchos años, la colisión de dos agujeros negros, en una galaxia distante, con masas por encima de lo normal. Ahora, se puede entender que no se trataba de una excepción. Este tipo de agujeros negros estelares son realmente posibles.
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