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Hallan la firma distintiva de los agujeros negros de masa estelar

Los rayos X cósmicos han revelado la firma distintiva más clara hasta la fecha de los agujeros negros de masa estelar, separándolos claramente de las estrellas de neutrones, objetos de similares características.

En lo que podría ser un avance histórico hacia la prueba definitiva de la existencia de los agujeros negros, un equipo internacional de astrofísicos ha encontrado firmas distintivas del horizonte de sucesos de los agujeros negros de masa estelar, separándolos sin ninguna duda de las estrellas de neutrones. Una nota de prensa publicada en EurekAlert indica que se trata de la prueba más firme hasta el momento de la existencia de este tipo de agujeros negros.

El hallazgo fue concretado por científicos del Tata Institute of Fundamental Research (TIFR) de la India, del Instituto Max Planck de Alemania y del Instituto de Investigación Espacial de la Academia de Ciencias de Rusia. El trabajo ya fue aprobado para su publicación en la revista especializada Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Aunque los agujeros negros no tienen superficie, se encuentran confinados en límites invisibles que se conocen como horizonte de sucesos. Nada puede escapar de esos límites, ni siquiera la luz. Según los investigadores a cargo de este trabajo, se han hallado firmas que distinguen estos límites y que probarían la existencia de los agujeros negros de masa estelar.

La ciencia solamente ha obtenido hasta el momento una imagen de un agujero negro supermasivo, con una masa de más de 6 mil millones de veces la masa del Sol. Para ello se ha utilizado la radiación contigua, pero el caso de los agujeros negros de masa estelar es muy diferente. Son mucho más pequeños, ya que solamente poseen masas de aproximadamente diez veces la masa del Sol. En consecuencia, su detección es más compleja.

El gráfico muestra los valores resultantes de observaciones de agujeros negros y estrellas de neutrones. Se ven claramente las diferencias en los patrones de los agujeros negros (símbolos rojos) y las estrellas de neutrones (símbolos azules). Crédito: Srimanta Banerjee, Sudip Bhattacharyya, Marat Gilfanov.

El papel de los rayos X cósmicos

Identificarlos sería un paso clave para la astronomía, y para ello se necesita la colaboración de los rayos X cósmicos. Es que los mismos revelarían con su brillo la presencia de los agujeros negros de masa estelar, al permitir apreciarlos mientras devoran el material de alguna estrella cercana.

El problema es que las estrellas de neutrones, los objetos más densos que se han registrado en el universo con una superficie compacta, también “quedan en evidencia” ante el brillo de los rayos X cósmicos mientras consumen los restos de una estrella. ¿Cómo es posible, entonces, identificar a los agujeros negros de masa estelar sin confundirlos con las estrellas de neutrones?

Siguiendo el rastro de los agujeros negros

La “firma” que marca la presencia de los agujeros negros es el efecto de la falta de superficie dura en la emisión de rayos X cósmicos. Al comprobar eso en las observaciones, es posible determinar que no se trata de una estrella de neutrones (dotadas de superficie compacta) sino de un etéreo y exótico agujero negro de masa estelar. Esto es precisamente lo que se ha conseguido en el marco de esta investigación.

Utilizando datos de archivo del satélite astronómico Rossi X-Ray Timing Explorer, los científicos han encontrado dicha firma, en una prueba contundente de la presencia de este tipo de agujeros negros. El hallazgo podría abrir un nuevo escenario en el estudio de estos fascinantes objetos cósmicos. Vale aclarar que los agujeros negros más pequeños son cruciales para poder avanzar en la comprensión de algunos de los fenómenos más extremos y enigmáticos del universo y su historia.

Referencia

Cosmic X-rays reveal an indubitable signature of black holes. Sudip Bhattacharyya et al. TIFR (2020).

Próxima publicación en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (Septiembre 2020) / DOI: http://dx.doi.org/10.1093/mnras/staa2788

Foto de portada: Genty. Pixabay.

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente es periodista especializado en comunicación científica y tecnológica.

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