Un grupo de investigadores ha descubierto el agujero negro más ligero… o la estrella de neutrones más masiva observada hasta la fecha. No está claro qué es, pero el hallazgo es muy útil y ha sido posible gracias a las ondas gravitacionales. Pero ¿qué implicaciones tiene? 
Hay que recordar que tanto un agujero negro como una estrella de neutrones son producto del mismo proceso. Son, simplemente, un cadáver estelar. Lo que determina que sea una cosa u otra (o una enana blanca) dependerá de la masa de la estrella.
De todos ellos he hablado en diferentes hilos. La enana blanca es el cadáver de las estrellas menos masivas, llegando a estrellas con masas como la del Sol. De hecho, nuestra estrella no explotará en forma de supernova. No es suficientemente masiva:
Las estrellas de neutrones son el producto de estrellas más masivas que el Sol. Sin embargo, hay un límite, porque las estrellas más masivas del universo terminan su vida convirtiéndose en un objeto que es todavía más extremo, un agujero negro:
De los agujeros negros se podrían decir muchas cosas. Pero, sin duda, lo más importante en este caso, es que son el producto de la muerte de las estrellas más masivas del universo. Su efecto en el espacio-tiempo es tremendo y da pie a fenómenos llamativos:
Lo más curioso en todo esto, es que parece haber una franja vacía. La estrella de neutrones más masiva observada tiene 2,5 veces la masa del Sol (o una masa solar, como también se le denomina). El agujero negro menos masivo, tiene alrededor de 5 masas solares.
Eso nos deja una franja aparentemente vacía. Hay que decir que una enana blanca puede llegar a tener 1,44 masas solares (es algo conocido como límite de Chandrasekhar). El límite de Tolman-Oppenheimer-Volkof, para las estrellas de neutrones, va de 1,4 a unas 2,3 masas solares.
Entre las 2,5 y las 5 masas solares, parecería no haber nada. ¿Es posible que fuese, realmente, una franja vacía? Parece que no, por lo que se ha publicado en un estudio en el que se ha detectado un objeto de 2,6 masas solares, gracias a la ayuda de los detectores LIGO y VIRGO.
Es decir, fue detectado gracias a las ondas gravitacionales, que en los últimos años han dado mucho que hablar y que nos han dejado descubrimientos increíbles. Se han detectado ondas gravitacionales de, por ejemplo, colisiones entre agujeros negros:
El 14 de agosto de 2019, se detectó una de estas fusiones, entre un objeto de 2,6 masas solares y un agujero negro de 23 masas solares. En este caso, el agujero negro no destaca especialmente. Pero el objeto de 2,6 masas solares es todo un misterio. ¿Cuál es su naturaleza?
Es decir, ¿se trata de la estrella de neutrones más masiva observada hasta la fecha? O, por el contrario, ¿es el agujero negro más ligero detectado por ahora? Sea cual sea la respuesta correcta, es un objeto que supondrá un récord en una u otra categoría (veremos cuál).
El hallazgo podría permitir entender qué sucede con esa franja aparentemente vacía de objetos entre estrellas de neutrones y agujeros negros. La detección parece indicar que, en realidad, no hay una franja vacía. Se plantea que quizá, solo se deba al límite de las observaciones.
Es decir, con mejor tecnología (y más tiempo) se podrían detectar más objetos que entren en esta franja. En el estudio también se describe el fenómeno. La detección se llama GW190814 y dio como resultado un agujero negro con 25 veces la masa del Sol:
El nuevo agujero negro está a unos 800 millones de años-luz de nuestro planeta. Además, esta fusión de objetos tiene una diferencia de masas extrema, de 9:1 (el objeto menos masivo tenía 9 veces menos masa). La detección indica que podrían ser más frecuentes de lo creído.
El objeto menos masivo está en esa franja vacía y podría ser tanto una cosa como otra. Podría ser una estrella de neutrones colisionando con un agujero negro. Algo posible a nivel teórico pero que todavía no ha sido observado (y que podría haber sucedido en este caso).
Pero las predicciones sobre la masa máxima de una estrella de neutrones indican que no debería haber ninguna de 2,6 veces la masa del Sol. Por lo que, en su lugar, podría ser el agujero negro menos masivo detectado hasta el momento. El evento ha tenido mucho seguimiento.
Cuando detectaron la fusión, los propios investigadores de LIGO y VIRGO enviaron una notificación a la comunidad astronómica. Así, en poco tiempo, multitud de telescopios se centraron en la región del objeto, en busca de posibles ondas de luz generadas por la colisión.
No se logró detectar ninguna. Hasta ahora, las ondas de luz solo se han observado en una detección, la de la señal GW170817. Fue un fenómeno detectado en agosto de 2017, que fue el resultado de una colisión de estrellas de neutrones, que fue captado rápidamente.
En la fusión de agujeros negros, sin embargo, no se emite luz alguna. Según explican los investigadores, es posible que esta detección no haya sido vista en los telescopios por diferentes motivos. Por un lado, podría deberse simplemente a la distancia al objeto.
A fin de cuentas, se produjo 6 veces más lejos que la colisión de estrellas de neutrones. Algo que, en consecuencia, hace más complicado detectar esas señales. Además, si implicó a dos agujeros negros, probablemente no hubiese luz alguna que se pudiese detectar.
Incluso si el objeto más pequeño era una estrella de neutrones, el agujero negro la absorbió por completo. Una estrella de neutrones, devorada íntegramente por un agujero negro, no llegaría a poder emitir luz alguna. Algo posible por la gran diferencia de masas entre sí.
Esto nos lleva a la pregunta lógica. ¿Hay alguna forma de que los investigadores puedan determinar si era una estrella de neutrones o un agujero negro? Pues la verdad es que no. Al menos no en este caso. En otras detecciones que tengan en el futuro, quizá sí se pueda lograr.
En esas futuras detecciones se podrían encontrar más objetos, que pertenezcan a esa franja de masas entre estrellas de neutrones y agujeros negros, que ayuden a definir mejor la abundancia de cada uno. Por ahora, es una observación intrigante, sobre todo por lo que plantea.
Por un lado, como comentaba, porque apunta a que este tipo de detecciones, con un objeto que tenga una masa de entre 2,5 y 5 masas solares, podrían ser frecuentes. Por otro, porque permite entender la utilidad de las ondas gravitacionales para entender mejor el universo.
A fin de cuentas, no hay que olvidar que estamos hablando de una herramienta nueva. Algo que permite estudiar el universo de una forma que, simplemente, no era posible hasta su llegada. Es una gran herramienta para profundizar, por ejemplo, en los agujeros negros.
Parece lógico suponer que, con el paso del tiempo y la llegada de detectores aun más sensibles, se debería detectar la fusión de una estrella de neutrones y un agujero negro. Además de eso, y de entender qué tipo de objetos hay en esa franja, hay otros descubrimientos…
Porque se ha planteado que, con detectores lo suficientemente avanzados, se podría llegar a detectar las ondas gravitacionales originadas en el Big Bang. La idea es tan compleja como interesante. Sería una manera de poder estudiar los inicios del cosmos:
Sea como fuere, si os pica la curiosidad, el estudio es R. Abbott, T. Abbott et al.; "GW190814: Gravitational Waves from the Coalescence of a 23 Solar Mass Black Hole with a 2.6 Solar Mass Compact Object" y puede consultarse en este enlace: iopscience.iop.org/article/10.384…
En definitiva, aunque podría parecer que la detección de ondas gravitacionales ya se ha convertido en algo rutinario (a fin de cuentas, ha habido más detecciones en estos años), ¡lo cierto es que todavía quedan muchas sorpresas y grandes hallazgos en el camino!
¡Fin del hilo!
¡Ya está el hilo disponible como Momento de Twitter!
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