Imagen: NASA

Astrónomos de las universidades de Texas y Harvard han presentado un trabajo donde confirman la existencia del horizonte de sucesos en el Universo. El estudio permite describir qué le ocurre a las estrellas cuando entran en contacto con un agujero negro.

En la relatividad general de Einstein, el horizonte de sucesos (o de eventos) es una superficie imaginaria de forma esférica que rodea a un agujero negro. La teoría dice que la velocidad de escape necesaria para alejarse del mismo coincide con la velocidad de la luz. Siendo así, nada, ni siquiera los fotones, puede escapar debido a la tracción de un campo gravitatorio extremadamente intenso. Sin embargo, no hay consenso en la comunidad científica y existe controversia sobre el fenómeno.

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Una de las alternativas propuesta a los horizontes de eventos es la ‚Äúteor√≠a de la superficie s√≥lida‚ÄĚ, la cual sugiere que la materia (por ejemplo una estrella) dentro de un agujero negro es destruida al impactar sobre una superficie s√≥lida. La colisi√≥n deber√≠a crear una gran explosi√≥n de luz. En cambio, si el horizonte de sucesos existe, no habr√≠a ese flash de luz. En su lugar, la materia desaparecer√≠a por completo.

Simulación de la primera fase en la que una estrella cruza un horizonte de sucesos de una agujero negro supermasivo. Imagen: Mark A. Garlick/CfA

Existen dos maneras posibles de probar la teoría del horizonte de sucesos frente a la teoría de la superficie sólida. La primera es a través de la imagen directa de un agujero negro, y los astrónomos esperan conseguirlo con Event Horizon, una poderosa red de telescopios alrededor del mundo que en estos momentos está haciendo observaciones de dos agujeros negros supermasivos.

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Sin embargo, el estudio que han lanzado los astr√≥nomos de las universidades de Texas y Harvard se ha adelantado al trabajo de Event Horizon. Seg√ļn explica Pawan Kumar, profesor de astrof√≠sica en la Universidad de Texas y uno de los autores del trabajo:

Queríamos averiguar si los horizontes de sucesos realmente existen o no. Lo que buscábamos no era tanto establecer si hay una superficie sólida, sino encontrar pruebas concretas de que, en realidad, hay un horizonte de eventos alrededor de los agujeros negros.

¬ŅC√≥mo? Los investigadores se enfrentaron al problema desde otra perspectiva. Si los agujeros negros fueran s√≥lidos, los telescopios deber√≠an captar las explosiones generadas en los choques de las estrellas. De no ser as√≠, estar√≠an ante la prueba irrefutable de que est√°n rodeados por un horizonte de sucesos.

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Las estrellas en un agujero negro

Simulación de un agujero negro con una masa de diez soles, a una distancia de 600 kilómetros, con la vía láctea al fondo. Wikimedia Commons

Entonces pasaron a desarrollar su teor√≠a a trav√©s de simulaciones por ordenador. Los equipos descubrieron lo que un telescopio ver√≠a cuando una estrella golpea la superficie dura de un objeto supermasivo en el centro de una galaxia cercana: gas sobre el objeto brillando durante meses, tal vez incluso a√Īos.

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Luego calcularon la velocidad a la que las estrellas caen en agujeros negros supermasivos para averiguar con qu√© frecuencia deber√≠a ser visible el destello de luz. Seg√ļn Kumar:

Estimamos la tasa de estrellas que caen sobre los agujeros negros supermasivos. Casi todas las galaxias tienen uno. S√≥lo consideramos los m√°s masivos, los que pesan alrededor de 100 millones de masas solares o m√°s. Hay alrededor de un mill√≥n de ellos dentro de unos pocos miles de millones de a√Īos luz de la Tierra.

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Posteriormente, el telescopio Pan-STARRS (Hawai) recogi√≥ datos para saber si estas colisiones estaban ocurriendo en el espacio. Las lentes observaron un importante √°rea del cielo durante un periodo de 3,5 a√Īos en busca de fen√≥menos transitorios, aquellos que brillan un tiempo corto y luego se desvanecen. Seg√ļn Wenbin Lu, otro de los investigadores:

Calculamos cu√°ntos de estos fen√≥menos transitorios habr√≠a captado el Pan-STARRS en un periodo de 3,5 a√Īos en su zona. Concluimos que deber√≠a de haber descubierto diez de ellos para justificar la teor√≠a del agujero negro s√≥lido.

¬ŅEl resultado? No encontraron ni uno s√≥lo de estos fen√≥menos transitorios, por tanto, se validaba la teor√≠a de Einstein de la Relatividad General. Seg√ļn Kumar, ‚Äúnuestro trabajo viene a decir que algunos agujeros negros, o quiz√°s todos, tienen un horizonte de sucesos, y que la materia que cae en ellos realmente desaparece del Universo observable‚ÄĚ. [Cornell University v√≠a Seeker]