Una simulación muestra cómo un agujero negro destroza las estrellas que se acercan demasiado | Video

Los agujeros negros, así como su interacción con los cuerpos espaciales, sigue siendo un misterio. Ahora, una serie de simulaciones realizadas por un equipo de científicos con la ayuda de una supercomputadora han arrojado luz sobre los procesos que transcurren cuando una estrella se acerca demasiado a un agujero negro.

En estas simulaciones, un equipo de astrofísicos lanzó un montón de estrellas a una serie de agujeros negros y registró lo que ocurre. Sus hallazgos revelaron no solo cómo transcurre el proceso, sino también los factores que pueden salvar una estrella de la muerte de las manos de un agujero negro.

Se trata del primer estudio de este tipo, según los científicos, que combina la teoría de la relatividad general de Einstein con modelos realistas de las densidades de las estrellas de la secuencia principal. Los resultados ayudarán a entender lo que ocurre cuando se observa las llamaradas de luz de agujeros negros lejanos que destrozan estrellas desafortunadas.

Si una estrella se aventura demasiado cerca de un agujero negro, las cosas se vuelven violentas muy rápidamente. El campo gravitatorio extremo del agujero negro comienza a deformar y luego destroza la estrella, debido a lo que llamamos fuerzas de marea: el estiramiento de un cuerpo debido a la atracción gravitatoria de otro.

Cuando una estrella se acerca demasiado a un agujero negro, la fuerza de marea hace que se desprenda material de ella, lo que da lugar al llamado evento de disrupción de marea. En el peor de los casos, la estrella no puede escapar y la perturbación se hace total. Como resultado de ello, el agujero negro absorbe parte del material de la estrella como si fuera un espagueti.

No siempre es una condena

Pero no todos los encuentros entre un agujero negro y una estrella terminan así, pues en algunos casos las estrellas logran sobrevivir. Las simulaciones, dirigidas por el astrofísico Taeho Ryu, del Instituto Max Planck de Astrofísica, en Alemania, fueron diseñadas para averiguar qué factores contribuyen a la supervivencia de una estrella.

El equipo creó seis agujeros negros virtuales, con masas que equivalían a entre 100.000 y 50 millones de la del Sol. A continuación, cada uno de estos agujeros negros se encontró con ocho estrellas de la secuencia principal, con masas entre 0,15 y 10 veces la del Sol.

Descubrieron que el principal factor que contribuía a la supervivencia de una estrella era la densidad inicial de la misma. Cuanto más densa sea la estrella, más probabilidades tendrá de sobrevivir al encuentro con un agujero negro.

En las imagenes se puede ver cómo se desarrollan estos encuentros en torno a un agujero negro supermasivo de 1 millón de veces la masa del Sol. Las estrellas con mayor densidad aparecen en amarillo y las de menor densidad en azul.

El equipo también descubrió que las disrupciones parciales se producen al mismo ritmo que las disrupciones totales y que es posible predecir la proporción de la masa de la estrella que se pierde con sorprendente facilidad mediante una expresión sencilla.

Según los investigadores, la investigación futura para completar los detalles más finos ayudará a modelar los efectos de estos encuentros, incluyendo los eventos de disrupción parcial hasta ahora relativamente poco estudiados.

Esto revelará lo que puede ocurrirle a una estrella después de sobrevivir a un encuentro con un agujero negro: si continúa a lo largo de la secuencia principal, se convierte en un remanente estelar, o si continuará en órbita alrededor del agujero negro para encontrarse con la disrupción total en una fecha posterior.

Las simulaciones fueron creadas para apoyar un artículo publicado en 2020 en la revista The Astrophysical Journal.