¿Qué sucede si las estrellas se acercan demasiado a un agujero negro? Un grupo de investigadores ha llevado a cabo una simulación en la que han lanzado estrellas virtuales a un agujero negro ficticio, en un intento por entender mejor qué sucede en el mundo real.
Estrellas virtuales contra un agujero negro masivo… y también virtual
Desde hace un tiempo, la comunidad científica se pregunta por qué algunas estrellas, al acercarse a un agujero negro, son destruidas, mientras que otras sobreviven al encuentro. Para entender cómo funciona la dinámica de este tipo de encuentros, un grupo de investigadores ha recurrido a una simulación por superordenador. Han probado ocho tipos diferentes de estrellas. Fueron enviadas contra un agujero negro virtual, con un millón de veces la masa del Sol. Los resultados, según han explicado, han resultado muy interesantes y sorprendentes.
Las estrellas que han modelado tenían diferentes configuraciones. Desde una décima a diez veces la masa del Sol, así como diferentes densidades. Todas las estrellas fueron lanzadas contra el agujero negro a una distancia mínima de 38 millones de kilómetros. A esta distancia, la estrella similar al Sol sobrevivió a su encuentro con el agujero negro. Eso sí, hay que recordar que, en el mundo real, es poco probable que el Sistema Solar vaya a encontrarse con una de estas bestias al azar. A fin de cuentas, existe desde hace más de 4000 millones de años.
Pero lo más interesante es que, el resto de estrellas que sobrevivieron, en esa simulación, fueron las que tenían 0,15, 0,3 y 0,7 masas solares. Las estrellas que tenían 0,4, 0,5, 3 y 10 veces la masa del Sol fueron completamente destruidas por el agujero negro. Es un comportamiento que resulta interesante. La presencia de estrellas de menos masa que el Sol en el lado de estrellas destruidas es sorprendente. Del mismo modo que, en el lado de estrellas supervivientes, también se encuentre esa simulación de nuestro propio Sol.
¿Qué es lo que sucede con estas estrellas al acercarse al agujero negro?
Esa disparidad en la simulación fue un pequeño quebradero de cabeza para los investigadores. En realidad, terminaron comprendiendo que la clave no estaba en la masa. En realidad, el aspecto más importante, para que una estrella sobreviva a un agujero negro, es u densidad. Es algo que se puede ver en la simulación que han publicado desde la NASA, que acompaña a estas palabras. Está narrado en inglés, pero muestra perfectamente la evolución de esas estrellas virtuales. Todas se ven afectadas en mayor o menor medida.
Las estrellas menos masivas llegan a mantenerse relativamente intactas. Pierden masa, pero no llegan a ser destruidas por completo. Los colores muestran la densidad. El amarillo indica la mayor densidad, mientras el azul representa la densidad más baja. Según han explicado desde la agencia espacial, es la primera vez que se crea una simulación como esta. Nunca se había combinado los efectos de la teoría de la relatividad, de Albert Einstein, con un modelo de densidad estelar realista. La pregunta puede ser muy obvia.
¿De qué sirve esto en el mundo real? El Sistema Solar no está en peligro de encontrarse con un agujero negro masivo. De hecho, incluso uno de masa estelar es poco probable que pase por nuestro vecindario. A pesar de que estos últimos son mucho más abundantes, la Vía Láctea sigue siendo tan grande que esas interacciones son muy poco frecuentes. Si no fuese así, el Sistema Solar, y otros sistemas estelares, no tendrían edades de miles de millones de años. Pero sí permite determinar con qué frecuencia suceden estos fenómenos en el cosmos.
Otra herramienta para entender el universo
La simulación permitirá determinar con qué frecuencia sucede la destrucción de estrellas que se acercan demasiado a un agujero negro. Ayudará a entender mejor cómo se desarrollan estos eventos catastróficos. Además, a lo largo del tiempo, gracias al estudio del cosmos con diferentes telescopios, se han capturado imágenes de ese momento. Los agujeros negros están entre los objetos más fascinantes y extremos del cosmos. De forma indirecta, también permiten entender mejor otros objetos, como es el caso de las estrellas en esta simulación.
Con la ayuda de telescopios, tanto ya existentes como los que se lanzarán próximamente, se seguirá profundizando en el estudio del universo. Al analizar el pasado del cosmos se puede entender mejor el mundo de los agujeros negros supermasivos. No podemos olvidar, a fin de cuentas, que se ha hablado de, por ejemplo, las condiciones y características de los quásares. Galaxias con agujeros negros que están absorbiendo una gran cantidad de material. Tanto, que el material en su entorno brilla de una forma muy intensa.
Esto provoca que la galaxia en sí misma quede oscurecida y no sea posible analizarla. También se ha planteado que se podrían utilizar como candelas estándar, una forma de medir distancias en el espacio. Por sus características, sería posible determinar distancias, con gran precisión, para objetos que observamos tal y como eran tan solo unos cientos de millones de años tras el Big Bang. Dicho de otro modo, los agujeros negros son objetos apasionantes por sus particularidades… pero también son herramientas muy útiles para entender el cosmos en sí mismo.
Estudio
El estudio es T. Ryu, J. Krolik, T. Piran y S. Noble.; «Tidal Disruptions of Main-sequence Stars. I. Observable Quantities and Their Dependence on Stellar and Black Hole Mass». Publicado en la revista The Astrophysical Journal el 25 de noviembre de 2020. Puede consultarse en arXiv.
Referencias: NASA
