Los agujeros negros son los objetos conocidos más enigmáticos del universo. Solo las estrellas de neutrones y las de quarks se atreven a disputarles su protagonismo. Nuestro conocimiento aún no nos permite entender todos sus secretos, pero poco a poco los cosmólogos han ido desvelando algunos de sus misterios, de manera que ya tenemos algunas respuestas que nos ayudan a conocerlos un poco mejor. Sea como sea os propongo que antes de seguir adelante repasemos brevemente qué es un agujero negro.
Podemos definirlo como una región del espacio finita, y, por tanto, con un tamaño determinado, que aglutina en su interior la suficiente masa para ser capaz de generar un campo gravitatorio tan intenso que ninguna partícula es capaz de escapar de él. Ni siquiera los fotones, que son las partículas elementales que transportan la luz. Hay varios tipos de agujeros negros, pero los que los astrofísicos conocen mejor son los cósmicos, que proceden del colapso de estrellas muy masivas.
La masa de la estrella determina cómo será su final. Las menos masivas darán lugar a nebulosas, en cuyo centro perdurará una enana blanca, que es una estrella degenerada que ha agotado todo su combustible y tiene un tamaño muy inferior a su volumen inicial. Y las estrellas más masivas se transformarán en estrellas de neutrones, de quarks, o, si tienen la masa suficiente, en agujeros negros.
Para que una estrella ponga fin a sus días bajo la forma de una estrella de neutrones es necesario que tenga una masa de al menos 1,44 masas solares. Este valor se conoce como «límite de Chandrasekhar», y se lo debemos al astrofísico indio Subrahmanyan Chandrasekhar. Para que una estrella acabe sus días bajo la forma de una estrella de quarks o un agujero negro es necesario que su masa sea aún mayor. Este valor lo fija el «límite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff», establecido actualmente por los astrofísicos en aproximadamente 2,17 masas solares.
Hay un tipo de agujeros negros en el que todavía no hemos reparado. Y es que no todos ellos son el resultado del colapso gravitacional de una estrella masiva. Algunos nacen de la colisión de dos o más agujeros negros, un cataclismo cósmico que tiene como resultado un nuevo objeto con unas propiedades interesantísimas. Y es que según los astrofísicos Imre Bartos y Oscar Barrera, del Departamento de Física de la Universidad de Florida (EEUU), los agujeros negros que surgen como resultado de la colisión de otros agujeros negros contienen información acerca de sus ancestros.
«La principal aportación de nuestra investigación es la reconstrucción de los espines de los agujeros negros ancestrales tomando como punto de partida el cálculo de su masa»
Esto quiere decir, sencillamente, que analizando uno de estos objetos es posible recuperar conocimiento acerca de los agujeros negros que colisionaron y dieron lugar a su formación. En el interesantísimo artículo que han publicado en la revista Astroparticle Physics, Bartos y Barrera sostienen que, entre otras características, es posible reconstruir la masa y el espín de los agujeros negros originales. Este hallazgo es muy importante porque los astrofísicos tienen poca información a la hora de caracterizar uno de estos objetos, y conocer la masa y el espín (o momento angular) es crucial.
«Nos hemos dado cuenta de que los agujeros negros que nacen a partir de la colisión de otros agujeros negros transportan información acerca de las propiedades de sus ancestros, incluyendo su espín y también su masa […] La principal aportación de nuestra investigación es la reconstrucción de los espines de los agujeros negros ancestrales tomando como punto de partida el cálculo de su masa». Esta declaración de Bartos sintetiza cuál es la columna vertebral de su investigación. Un apunte importante: una forma sencilla de entender qué es el espín de un agujero negro consiste en observarlo como la medida de la rotación del propio agujero alrededor de su eje. Además del espín y la masa los astrofísicos los caracterizan determinando su carga eléctrica.
Estos investigadores creen que los agujeros negros que se alimentan de las nubes de gas y polvo cercanas, y también los que nacen de la colisión de otros agujeros negros, tienen una elevada velocidad de rotación. Sin embargo, aquellos que surgen a partir del colapso gravitacional de las estrellas masivas tienen una rotación baja.
En su investigación Bartos y Barrera han utilizado un tipo de inferencia estadística conocido como inferencia bayesiana. En este artículo no necesitamos indagar en ella para no complicarlo demasiado, pero antes de darlo por finalizado nos interesa no pasar por alto una de las conclusiones más interesantes a las que han llegado estos astrofísicos: los agujeros negros resultantes de la colisión de otros agujeros negros son probablemente comunes en el universo.
Imagen | NASA
Más información | Astroparticle Physics
–
La noticia
Los agujeros negros son apasionantes. Y los que se forman a partir de la colisión de dos de ellos lo son aún más
fue publicada originalmente en
Xataka
por
Juan Carlos López
.
