Estrella negra de neutrones desconcierta a los astrónomos

Un grupo multinacional de científicos descubrió un extraño objeto astronómico con más masa que las estrellas colapsadas, conocidas como “estrellas de neutrones”, pero con menos masa que los agujeros negros.

El descubrimiento de esta “estrella de neutrones negra” significará una nueva concepción sobre la formación de estrellas de neutrones y los agujeros negros. El grupo utilizó detectores de ondas gravitacionales, instalados en laboratorios de Estados Unidos e Italia.

Charlie Hoy, estudiante de doctorado de la Universidad de Cardiff, Reino Unido, integrante del grupo de investigadores, dijo a Pallab Ghosh de BBC News que el nuevo descubrimiento podría transformar la comprensión de este campo de estudio.

El grupo internacional, respaldado por el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología, con fuerte participación en Reino Unido, posee detectores láser de varios kilómetros de longitud que pueden registrar pequeñas ondas en el espacio-tiempo causadas por la colisión de objetos masivos en el Universo, cuyos datos recopilados pueden usarse para determinar la masa de los objetos involucrados.

En agosto pasado, los instrumentos láser detectaron la colisión de un agujero negro del tamaño de 23 veces la masa de nuestro Sol con un objeto de 2.6 masas solares. Tal característica hace que el objeto más ligero sea más masivo que el tipo más pesado de estrella muerta, o estrella de neutrones, observada anteriormente, de poco más de dos masas solares. Pero también era más ligero que el agujero negro más ligero de alrededor de cinco masas solares en relación con los observados antes.

Los astrónomos han buscado los objetos citados en lo que denominan “brecha de masa”. En un artículo publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters, el equipo de investigación sostiene que es probable que el objeto descubierto sea un “agujero negro claro”, pero no descartan que pudiera tener otra peculiaridad.

Después de chocar con el gran agujero negro, el objeto desapareció. De acuerdo con el profesor Stephen Fairhurst, también en Cardiff, podría haber más oportunidades para aprender más sobre estos objetos de brecha de masa en futuras colisiones.

“Es un desafío para los astrónomos determinar qué es esto”, dijo a BBC News. “¿Es este el agujero negro más ligero de la historia, o es la estrella de neutrones más pesada de la historia?”, se preguntó”

Si se trata de un agujero negro claro, entonces no se ha establecido teoría alguna acerca de cómo podría desarrollarse dicho objeto.

Por su parte Fabio Antonioni, colega de Fairhurst, propuso que un sistema solar con tres estrellas podría conducir a la formación de agujeros negros claros, con lo que tras el nuevo descubrimiento, su propuesta recibe cada vez más atención.

Sin embargo, según el profesor Bernard Schutz del Instituto Max Planck de Física Gravitacional en Potsdam, Alemania, si esta nueva clase de objeto es una estrella de neutrones pesada, entonces las teorías sobre cómo se forman también deben revisarse.

“No sabemos mucho sobre la física nuclear de las estrellas de neutrones. Por tanto, los científicos que explican lo que ocurre dentro de ellas supongan que ‘tal vez esto es evidencia de que podemos obtener estrellas de neutrones más pesadas'”.

Se cree que tanto los agujeros negros como las estrellas de neutrones se forman cuando las estrellas se quedan sin combustible y mueren. Si es una estrella muy grande, forma un agujero negro, un objeto con una fuerza gravitacional tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de su alcance. Si la estrella inicial está por debajo de cierta masa, una opción es colapsar en una bola densa compuesta totalmente de partículas, ubicadas en el centro de los átomos, llamadas neutrones.

El material del que están compuestas las estrellas de neutrones es tan compacto que una cucharadita pesaría 10 millones de toneladas. También posee una poderosa gravedad que la une, pero una fuerza entre los neutrones, causada por un efecto mecánico cuántico conocido como “presión de degeneración”, empuja las partículas, contrarrestando la fuerza gravitacional.

Las teorías actuales sugieren que la fuerza gravitacional superaría la “presión de degeneración” si la estrella de neutrones fuera más grande que dos masas solares, y haría que colapsase en un agujero negro.

De acuerdo con Nils Andersson de la Universidad de Southampton, si el objeto misterioso es una estrella de neutrones pesada, entonces los teóricos tendrán que repensar lo que sucede en estos objetos. “La física nuclear no es una ciencia precisa donde sabemos todo”, añadió.

“No sabemos cómo operan las fuerzas nucleares en las condiciones extremas que se requieren dentro de una estrella de neutrones. Por tanto, cada teoría actual sobre lo que sucede dentro de una tiene cierta incertidumbre”.

En tanto, Sheila Rowan, directora del Instituto de Investigación Gravitacional (IGR, por sus siglas en inglés) de la Universidad de Glasgow, aseguró que el descubrimiento desafía los modelos teóricos actuales.

“Será necesario realizar más observaciones e investigaciones cósmicas para establecer si este nuevo objeto es realmente algo que nunca antes se había observado o si podría ser el agujero negro más ligero jamás detectado”.