Enigma Cósmico: Agujero Negro Lanza ‘Rayo Mortal’ y Hace Explotar Estrellas
El agujero negro en el centro de la galaxia M87 ha vuelto a ser motivo de asombro: científicos descubrieron que el chorro de partículas que lanza provoca que las estrellas estallen
Elisa de Gortari | N+
La galaxia M87 emite grandes chorros de partículas que provocan novas. Foto: ESA
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Desde hace más de un siglo, la galaxia M87 ha sido estudiada con entusiasmo por los astrónomos, especialmente por el agujero negro que hay en su centro y que emite un chorro de partículas de más de 5 mil años luz de longitud. Ahora, científicos han descubierto que este chorro de partículas funciona como un “rayo de la muerte” que provoca que las estrellas cercanas exploten. Y la razón de este fenómeno aún se desconoce.
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¿Qué es un agujero negro?
Probablemente, los agujeros negros sean los objetos astronómicos más fascinantes cuya existencia se ha comprobado. También conocidos como pozos negros, fueron ideados como una consecuencia de la teoría de la relatividad de Albert Einstein.
Cuando una estrella masiva se queda sin combustible, esta puede colapsar bajo su propio peso. En su lugar se forma una pequeña esfera donde la materia está muy comprimida y donde la fuerza de gravedad es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. La NASA define un pozo negro con las siguientes palabras:
Un agujero negro es un objeto astronómico con una fuerza gravitatoria tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de él.
Aunque las primeras propuestas de “estrellas negras” datan del siglo XVIII, su formulación moderna nació en 1928, gracias al físico indio Subrahmanyan Chandrasekhar. Según cuenta Stephen Hawking en Historia del tiempo (Alianza, 1990), el joven científico calculó durante un viaje a Inglaterra qué tan grande tendría que ser una estrella para que colapsara al quedarse sin energía.
En el libro, ¿De qué está hecho el Universo? (FCE, 2011), el mexicano Tonatiuh Matos señala que las estrellas dependen de un equilibrio constante entre la gravedad que ejercen sobre sí mismas y las fuerzas que le obligan a expandirse. Cuando el combustible se acaba, este equilibrio se pierde.
Chandrasekhar calculó que, cuando una estrella rebasa una y media veces la masa del Sol, no podrá soportar su propio peso al estar moribunda. Hoy en día, esta masa mínima para que una estrella se convierta un agujero negro se conoce como límite de Chandrasekhar.
El misterio del agujero negro en el centro de la galaxia M87
Pero estos no son los único tipos de agujeros negros que pueden existir. Por lo general, al centro de las galaxias con forma espiral, como nuestra Vía Láctea, se ubican agujeros negros supermasivos, que tiene varias miles de veces el tamaño de nuestro Sol y que coordinan el movimiento de toda una galaxia.
Tal es el caso de la galaxia M87 (también conocida como Messier 87, por el catálogo de objetos astronómicos donde fue ubicada por primera vez), que es principalmente conocida por tener el primer agujero negro que fue fotografiado en 2019. Esta galaxia, ubicada en la constelación de Virgo, se ubica a 53 millones de años luz de la Tierra.
El agujero negro en el centro de esta galaxia nos sorprendió incluso antes de que supiéramos que se trataba de un agujero negro. En 1918, el astrónomo Herber Curtis halló que esta galaxia estaba acompañada por un extraño “rayo recto” que emitía desde el centro en forma perpendicular.
Agujero negro de la galaxia M87 provoca que las estrellas exploten
Gracias al Telescopio Hubble, hoy sabemos que este rayo es, en realidad, un chorro de partículas que salen despedidas desde el centro del agujero negro supermasivo a una velocidad muy cercana a la luz. Hebert Curtis consiguió ver ese inmenso rayo porque tiene, al menos, 5 mil años luz de longitud.
Ahora, científicos de la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés), la NASA y la Universidad Stanford han hecho un descubrimiento para el cual aún no tienen una explicación clara. Según las últimas observaciones hechas con el Hubble, este rayo de partículas que emite el agujero negro de la galaxia M87 es capaz de hacer que las estrellas cercanas exploten.
Las novas ocurren cuando una estrella explota sin destruirse. A diferencia de las supernovas, estas explosiones pueden ser en muchos casos regulares y las estrellas pueden estallar en novas en ciclos que pueden duran décadas o siglos.
Según se lee en el artículo publicado en Science, el rayo de partículas de la M87 provocó que 135 estrellas cercanas a su paso estallaran en forma de novas. Este chorro es equivalente a 6 mil 500 millones de masas solares.
Al respecto, el astrónomo Alec Lessing de la Universidad Stanford, declaró a la ESA, que el fenómeno aún no ha sido explicado:
No sabemos qué está pasando, pero es un hallazgo muy emocionante. Esto significa que hay algo que falta en nuestra comprensión de cómo los chorros de los agujeros negros interactúan con su entorno.
Los científicos creen que el chorro de partículas interactúa de alguna forma desconocida con las estrellas circundantes, lo que las obliga a estallar:
Hay algo que el chorro está haciendo a los sistemas estelares que se desplazan hacia el vecindario circundante. Tal vez el chorro de alguna manera hace que el combustible de hidrógeno se disperse sobre las enanas blancas, lo que hace que entren en erupción con mayor frecuencia.
Y agregó:
Pero no está claro que se trate de un empuje físico. Podría ser el efecto de la presión de la luz que emana del chorro. Cuando se libera hidrógeno más rápido, se obtienen erupciones más rápidas. Algo podría estar duplicando la tasa de transferencia de masa hacia las enanas blancas cercanas al chorro.
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