Durante los últimos años, los astrónomos han investigado un fenómeno bastante enigmático: estrellas, en plural (y no unas pocas, cientos de ellas), que aparentemente desaparecen, dejando pocas pistas sobre qué es lo que ha hecho que desaparezcan de nuestra vista. Y es que todavía existen muchos misterios en torno a su colapso y a sus espectaculares fuegos artificiales cuando llega el momento de su muerte.
¿Dónde están esas estrellas?
Ahora, en un nuevo estudio publicado en la revista Physical Review Letters, los científicos parecen haber encontrado una pista para este enigma y ha sido en las condiciones de formación de agujeros negros a partir de estrellas moribundas. Sabemos que los agujeros negros son uno de los objetos más misteriosos del universo y parece que ahora contamos pruebas contundentes de que algunas estrellas masivas terminan su existencia, no con un estallido, sino hundidas en un agujero negro de su propia creación.
Tipos de agujeros negros (hay 3):
Agujeros negros estelares: se forman a partir de estrellas de más de ocho veces la masa del Sol. Puede haber hasta 100 millones en nuestra galaxia.
Agujeros negros supermasivos: se encuentran en el centro de casi todas las galaxias, incluida Sagitario A* de nuestra Vía Láctea.
Agujeros negros de masa intermedia: identificados recientemente como el eslabón perdido entre los agujeros negros estelares y supermasivos.
Las pruebas
Tenemos que centrarnos en un sistema binario llamado VFTS 243 ubicado en la Gran Nube de Magallanes, que consta de un agujero negro y una estrella compañera. Según nuestros modelos, este sistema no muestra signos de una explosión de supernova que es lo que 'debería' haber acompañado al nacimiento de dicho agujero negro. Como sistema estelar binario inusual, VFTS 243 presenta una estrella grande y un agujero negro aproximadamente 10 veces la masa del Sol. A pesar de la presencia de un agujero negro, no hay signos de explosión de supernova. ¿Por qué?
El estudio expone que la increíble masa de estas estrellas es la que está provocando que colapsen directamente en un agujero negro, donde cualquier evidencia de su desaparición sería fagocitada instantáneamente.
"Si uno se quedara mirando una estrella visible atravesando un colapso total, podría ser, justo en el momento adecuado, como ver una estrella extinguirse repentinamente y desaparecer del cielo", explica el astrofísico Alejandro Vigna-Gómez del Instituto Niels Bohr en Dinamarca y el Instituto Max Planck de Astrofísica en Alemania, y autor principal del trabajo. "El colapso es tan completo que no se produce ninguna explosión, nada escapa y no se vería ninguna supernova brillante en el cielo nocturno".
Posible explicación
Así las cosas, a pesar de que las estrellas masivas suelen terminar sus vidas en explosiones de supernovas, expulsando energía y masa al espacio, podría ser que si cuentan con suficiente masa, la atracción gravitacional podría ser tan fuerte que colapsaría directamente en un agujero negro sin producir la mítica explosión.
"Creemos que el núcleo de una estrella puede colapsar por su propio peso, como les ocurre a las estrellas masivas en la fase final de sus vidas. Pero en lugar de que la contracción culmine en una brillante explosión de supernova que eclipsaría su propia galaxia, se espera que para las estrellas más de ocho veces más masivas que el Sol, el colapso continúa hasta que la estrella se convierte en un agujero negro", puntualizó el experto.
Según los datos de la investigación, el análisis apunta a que el agujero negro en VFTS 243 se formó inmediatamente, con pérdida de energía a través de los neutrinos. El equipo encontró evidencia de la idea de que el agujero negro se formó con poca eyección bariónica, lo que sugiere que podría haberse formado mediante un colapso total. La órbita simétrica del sistema respalda aún más la ausencia de una explosión en forma de supernova.
"Nuestros resultados destacan al VFTS 243 como el mejor caso observable hasta ahora para la teoría de los agujeros negros estelares formados por colapso total, donde falla la explosión de supernova y que nuestros modelos han demostrado que es posible", añadió Irene Tamborra, astrofísica y coautora del estudio. “Esta es una importante verificación de la realidad para estos modelos. Y ciertamente esperamos que el sistema sirva como punto de referencia crucial para futuras investigaciones sobre la evolución y el colapso estelar”, concluyó la experta.
Y si los investigadores están en lo cierto, entonces esto significa que muchas de las estrellas más masivas del universo, que brillan con tanta intensidad, terminarán sus vidas en una oscuridad silenciosa mientras son absorbidas en el olvido de un agujero negro. Un destino que también le deparará al sistema VFTS 243 cuando le llegue el momento.
Referencias:
- Alejandro Vigna-Gómez et al, Constraints on Neutrino Natal Kicks from Black-Hole Binary VFTS 243, Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.191403.
- Stevance, H., Ghodla, S., Richards, S., Eldridge, J., Briel, M., & Tang, P. (2022). VFTS 243 as predicted by the BPASS fiducial models. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. https://doi.org/10.1093/mnras/stad362.
