Un equipo internacional de astrónomos, liderado por Tariq Shahbaz, del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), y que incluye al también investigador del IAC Jorge Casares, ha descubierto lo que podría ser o bien la primera estrella de neutrones “masiva” o bien el primer agujero negro “de poca masa” observado. Este exótico descubrimiento podría ser el primer indicio de lo masivo que puede llegar a ser un objeto antes de curvarse sobre sí mismo en el espacio para convertirse en un agujero negro.

La vida de las estrellas es similar a la nuestra – nacen, envejecen y, finalmente, mueren. La muerte de las estrellas es particularmente violenta, generando fuerzas colosales imposibles de recrear en ningún laboratorio terrestre. Algún día nuestro Sol se expandirá como una “gigante roja,” envolviendo a los planetas interiores y dando lugar a la desaparición de la vida en la Tierra. Los restos serán un objeto compacto llamado “enana blanca” con una masa parecida a la del Sol, pero del tamaño de la Tierra, cien veces menor en diámetro.

Cuestión de masa

Las estrellas más masivas que el Sol sufren muertes aún más violentas, acabando en una explosión catastrófica que desgarra a la estrella, dejando una pequeña, pero masiva estrella de neutrones. En efecto, una estrella de neutrones de la masa del Sol tendría un diámetro de unos 30 km (el Sol tiene un diámetro de 1,3 millones de km), y una cucharadita de material de su superficie pesaría casi 500 millones de toneladas. Esta magnitud es parecida a la densidad de un núcleo atómico, pero el material de una estrella de neutrones (que, como su nombre indica, está formada mayoritariamente por neutrones) puede mantenerse estable a pesar de las inmensas fuerzas gravitatorias que normalmente producirían un colapso de la materia común en un instante.

Para estrellas aún más masivas, estos restos muertos son tan masivos que hasta las fuerzas atómicas son incapaces de soportar la carga de tales fuerzas gravitacionales intensas. En este caso, se forma un agujero negro del que ni siquiera la luz puede escapar.

Sin embargo, no se conoce con exactitud la masa que debe tener el residuo para crear un agujero negro ya que las temperaturas, presiones y gravedades son demasiado extremas para ser probadas en un laboratorio. Aun en el espacio se ha comprobado la dificultad de experimentar con estos límites. Esto se debe a que, hasta ahora, todas las estrellas de neutrones masivas medidas son 1,4 veces más masivas que el Sol, mientras que las masas más pequeñas de agujeros negros son unas 6-10 veces más masivas que nuestra estrella. Esto ha dejado una zona “gris” grande entre las 1,4 y las 6 masas solares, en la que se pensaba que los restos estelares se volvían lo suficientemente pesados para formar agujeros negros, pero donde ningún objeto había sido detectado hasta el momento.

El equipo utilizó telescopios del South African Astronomical Observatory, del European Southern Observatory, del Anglo-Australian Observatory y del Observatorio de las Campanas, en Chile, para estudiar un objeto masivo, pero invisible, que lentamente está devorando a una compañera gigante roja en un sistema binario de rayos X conocido como V395 Car. Midiendo la velocidad del movimiento del objeto y de la gigante roja en sus órbitas han demostrado que el objeto compacto tiene una masa entre 2,0 y 4,3 masas solares. Esto puede significar que V395 Car alberga a una estrella de neutrones más masiva de lo normal, lo que nos diría mucho sobre lo pesada que puede llegar a ser una estrella antes de convertirse en un agujero negro, y cuán densamente puede estar empaquetado el material. Alternativamente, podría ser uno de los buscados agujeros negros de poca masa predichos por la teoría, pero que nadie había visto hasta ahora.

Artículo: “The Massive Neutron Star or Low-Mass Black Hole in 2S 0921-630, 2004, ApJ, 616, L123.
Autores: T. Shahbaz, J. Casares, C.A. Watson, P.A. Charles, R.I. Hynes, S.C. Shih y D. Steeghs.

Otras notas de prensa: http://www.saao.ac.za/news/blackhole_neutron.html