Algunas estrellas pueden tener pequeños agujeros negros escondidos en sus núcleos

Te debe encantar un artículo científico que incluye la frase: «El Sol es formidable y, en general, se considera que destruirlo es un problema difícil». En lugar de una introducción a un villano de Bond, el estudio en cuestión explora la posibilidad de que el Sol podría estar ocultando un agujero negro en su interior, y si hacerlo ya habría destruido el Sol.

De vez en cuando, los científicos reconocen a los escritores de ciencia ficción como los creadores de ideas que posteriormente demostraron tener mérito científico. La inspiración de la música, incluso de los grandes éxitos de los años 90, es más rara. Sin embargo, era la canción de Soundgarden. Sol de agujero negro Eso inspiró al Dr. Earl Bellinger del Instituto Max Planck de Astrofísica a comenzar a pensar si tales cosas podrían existir.

Los agujeros negros estelares se crean por el colapso de estrellas con masas de más de 25 veces la del Sol en explosiones de supernovas. A Bellinger le habría resultado bastante fácil simplemente añadir una palabra al título y concluir que “Agujero negro, (antiguo) Sol” era científicamente correcto. En cambio, reclutó a ocho colegas en la búsqueda para descubrir si era posible que una estrella aparentemente ordinaria tuviera un agujero negro en su interior.

Sorprendentemente, piensan que la respuesta es sí.

Es famoso que los agujeros negros tienen una gravedad tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de ellos, por lo que podría parecer ilógico pensar que objetos cuya característica más obvia es que brillan podrían estar superando esa fuerza para iluminar el universo. Sin embargo, los quásares son aún más brillantes y están impulsados ​​por agujeros negros supermasivos en sus núcleos.

De hecho, incluso Stephen Hawking sugirió que podría haber un agujero negro primordial en el centro del Sol. La idea nunca despegó, pero Bellinger y sus colegas han explorado cómo evolucionarían las estrellas si fuera cierta.

El trasfondo del estudio es la idea de que en el primer segundo después del Big Bang se formaron muchos agujeros negros más pequeños, con masas similares a las de la Luna o incluso más pequeñas. Los agujeros negros más pequeños se evaporarían, pero los del tamaño de un asteroide grande seguirían existiendo, vagando por el universo, una idea que no es en absoluto aterradora.

Potencialmente, estos agujeros negros primordiales podrían ser lo suficientemente abundantes como para explicar al menos parte de la materia oscura que falta en el universo. La mayoría de los agujeros estarían a la deriva entre las estrellas, lo suficientemente camuflados, todavía tenemos que identificar uno, pero si uno se aventurara en la nube de gas en la que se está formando una estrella, podría terminar en el núcleo de la estrella.

El proyecto consistía en determinar qué pasaría si esto fuera real y, de ser así, si los efectos serían algo que pudiéramos detectar.

Los agujeros negros menos masivos que el asteroide Psyche, concluyó el estudio, no tendrían efectos perceptibles externamente. Aunque consumirían áreas circundantes de la estrella, el área afectada sería tan pequeña que un observador externo nunca podría distinguir estrellas con y sin tales agujeros negros.

Sin embargo, en el extremo más amplio del rango de masas que los autores consideran creíble, las cosas serían diferentes. Lentamente, el agujero negro consumiría la estrella desde el interior como una especie de parásito terrible, cerrando las reacciones de fusión que producen la energía de la estrella. Esto haría que la estrella se atenúe cuando sus contrapartes de edad y masa similares se vuelvan (ligeramente) más brillantes.

Si el Sol tuviera un Agujero Negro cuya masa hubiera alcanzado ahora una millonésima parte de la del Sol (unas tres veces la masa de Marte), perdería aproximadamente la mitad de su brillo en un período de 100 millones de años. Luego, sin embargo, la estrella se iluminaría, a medida que la acreción de agujeros negros reemplazara a la fusión nuclear como su principal fuente de energía. La estrella se hincharía hasta convertirse prematuramente en una gigante roja, y mostraría algunas diferencias que revelarían su verdadera naturaleza.

Por un lado, tendría más helio en la superficie que otras gigantes rojas y nunca llegaría a ser tan grande; en el caso del Sol, se expandiría sólo hasta la órbita de Mercurio, no casi hasta la de la Tierra.

La clase de estrellas conocidas como rezagadas rojas (más brillantes que las subgigantes pero con colores también tan rojos como las gigantes rojas) son candidatas a estrellas de esta naturaleza, proponen los autores. De ser así, deberían vibrar de forma diferente a las estrellas sin un secreto interno, algo que futuros proyectos podrían estudiar. Con el tiempo, dicha estrella se consumirá y terminará como un agujero negro desnudo con una masa mayor que la que tenía al principio, pero algo más pequeña que las que dejan las explosiones de supernova.

Los detalles exactos dependen de las masas tanto del agujero negro inicial como de la estrella que lo rodea, y de la cantidad de elementos más pesados ​​(metales para los astrónomos estelares) en la estrella. El documento considera varios escenarios, pero hay demasiadas posibilidades para cubrirlos todos.

Además de comprobar las estrellas en busca de las características distintivas que predicen los autores, podríamos determinar la probabilidad de que existan estrellas con agujeros negros buscando evidencia de agujeros negros primordiales en otros lugares. Cuatro de las fusiones de agujeros negros que hemos detectado hasta ahora involucraron un componente que tenía una masa lo suficientemente baja como para pertenecer al universo temprano, pero ninguno es un caso claro.

También hemos visto muchos eventos de microlentes de baja masa provenientes de objetos de la masa apropiada, pero actualmente no hay forma de distinguir la mayoría de los planetas que flotan libremente.

El estudio se publica en acceso abierto en The Astrophysical Journal.