¿Cómo una estrella puede convertirse en un agujero negro sin explotar?
Un equipo internacional de científicos ha encontrado evidencia de que los agujeros negros masivos pueden formarse directamente a partir del colapso de estrellas gigantes sin que ocurra una explosión de supernova, un hallazgo que desafía la comprensión tradicional sobre la muerte de las estrellas.
El sistema binario VFTS 243, descubierto en la Gran Nube de Magallanes, ha sido clave para entender este fenómeno. Este sistema está compuesto por una estrella masiva, con una masa 25 veces mayor que la del Sol, y un agujero negro de aproximadamente 10 masas solares. “El descubrimiento de VFTS 243 fue extraordinario, y el sistema en sí es notable”, destacó Alejandro Vigna-Gómez, investigador del Instituto Max Planck de Astrofísica y el Instituto Niels Bohr.
Tradicionalmente, las estrellas masivas terminan sus vidas con explosiones espectaculares llamadas supernovas. Estas explosiones expulsan grandes cantidades de material al espacio, y el núcleo de la estrella colapsa en un objeto extremadamente denso, como una estrella de neutrones o un agujero negro. Sin embargo, los nuevos hallazgos sugieren que no todas las estrellas masivas terminan de esta manera dramática.
El estudio del sistema VFTS 243 ha proporcionado una visión única de un escenario en el que una estrella masiva colapsa directamente en un agujero negro sin una explosión previa. En estos casos, la energía del colapso se libera principalmente en forma de neutrinos, partículas ligeras y neutrales que interactúan débilmente con la materia, en lugar de generar una violenta eyección de material.
Esta falta de eyección significativa implica que el agujero negro recién formado experimenta un "impulso natal" mucho menor que los observados en las estrellas de neutrones, que son expulsadas a altas velocidades por la asimetría de las explosiones de supernova.
El colapso directo de estrellas masivas en agujeros negros plantea preguntas fundamentales sobre cómo se forman estos objetos. Con modelos avanzados de colapso estelar desarrollados por el Instituto Max Planck, los investigadores analizaron cómo este proceso afecta a la órbita de sistemas binarios como VFTS 243.
“Probar los procesos físicos en el interior profundo de estrellas colapsantes es extremadamente difícil y solo posible en circunstancias especiales”, explicó H. Thomas Janka, experto en teorías de supernovas. Este sistema binario en particular permitió a los científicos concluir que los neutrinos emitidos durante el colapso se distribuyen de manera uniforme en todas las direcciones, lo que respalda el modelo de colapso completo.
Este estudio también tiene implicaciones para comprender la evolución de sistemas binarios y la formación de agujeros negros en el universo. Los modelos sugieren que una fracción significativa de las estrellas masivas podría desaparecer silenciosamente, convirtiéndose en agujeros negros sin dejar rastros visibles de supernovas.
Nuestro estudio es un excelente ejemplo de la sinergia entre teoría y observaciones”, concluye Vigna-Gómez. "La combinación de modelos numéricos avanzados de colapso estelar con los principios de las supernovas en sistemas estelares binarios nos permitió obtener información crucial sobre el escenario del colapso completo, en particular demostrando que se pueden formar agujeros negros masivos sin una explosión". @mundiario
