¿Cuánta masa crea un agujero negro?

Magnetar en westerlund 1Utilizando el Telescopio Muy Grande (VLT) de ESO en el norte Chile, astrónomos europeos han demostrado por primera vez que un magnetar – un inusual tipo de estrella de neutrones – se formó a partir de una estrella de al menos 40 veces la masa del Sol. El resultado desafía las actuales teorías sobre evolución estelar pues se esperaba que una estrella tan masiva como ésta se convirtiera en un agujero negro, no en un magnetar. Esto genera una pregunta fundamental: ¿cómo de masiva tiene que ser realmente una estrella para convertirse en un agujero negro?

Para llegar a estas conclusiones, los astrónomos miraron en detalle el extraordinario cúmulo estelar Westerlund 1, ubicado a 16 000 años-luz de distancia, en la austral constelación de Ara (el Altar). A partir de estudios anteriores, los astrónomos sabían que Westerlund 1 es el súpercúmulo de estrellas más cercano conocido, con cientos de estrellas muy masivas en su interior – algunas que brillan con un resplandor similar a casi un millón de soles – y una extensión de unas doscientas veces el diámetro del Sol (similar a la órbita de Saturno).

“Si el Sol estuviese ubicado en el corazón de este notable cúmulo, nuestro cielo nocturno estaría lleno de cientos de estrellas tan brillantes como la Luna llena”, dice Ben Ritchie, autor principal del artículo que presenta estos resultados.

Westerlund 1 es un fantástico zoológico estelar, con una población de estrellas diversa y exótica. Las estrellas del cúmulo tienen algo en común: todas alcanzan la misma edad, estimada en entre 3,5 y 5 millones de años, debido a que el cúmulo se creó en un solo evento de formación estelar.

Un magnetar es un tipo de estrella de neutrones con un campo magnético tremendamente fuerte – 1015 veces más fuerte que el de la Tierra-, que se forma cuando ciertas estrellas explotan como supernovas. El cúmulo Westerlund 1 alberga uno de los pocos magnetares conocidos en la Vía Láctea. Gracias a que se encuentra en el cúmulo, los astrónomos pudieron llegar a la notable deducción de que este magnetar debe haberse formado a partir de una estrella al menos 40 veces más masiva que el Sol.

Como todas las estrellas en Westerlund 1 tienen la misma edad, la estrella que explotó y dejó un remanente de magnetar debió tener una vida más corta que las estrellas sobrevivientes en el cúmulo. “Como el tiempo de vida de una estrella está directamente relacionado a su masa –mientras más masiva sea una estrella, más corta será su vida-, si podemos medir la masa de cualquier estrella sobreviviente sabremos con seguridad que la estrella de vida más corta que se convirtió en el magnetar debió ser incluso más masiva”, dice el coautor y líder del equipo Simon Clark. “Esto tiene gran importancia pues no existe una teoría aceptada sobre cómo se formaron estos objetos extremadamente magnéticos”.

Los astrónomos, por tanto, estudiaron las estrellas que pertenecen al sistema doble eclipsado W13 en Westerlund 1, utilizando el hecho de que en un sistema como éste las masas pueden ser calculadas directamente a partir del movimiento de las estrellas.

Al comparar con estas estrellas, descubrieron que la estrella que se convirtió en un magnetar debió tener al menos 40 veces la masa del Sol. Esto prueba por primera vez que los magnetares pueden desarrollarse a partir de estrellas que, por su gran masa, se esperaría que formen agujeros negros. Hasta ahora se suponía que las estrellas con masas iniciales de entre 10 y 25 masas solares se convertían en estrellas de neutrones, mientras que aquéllas sobre 25 masas solares producían agujeros negros.

“Estas estrellas deben deshacerse de más de 9 décimos de su masa antes de explotar como supernova, o de otra forma crearían un agujero negro”, dice el coautor Ignacio Negueruela. “Pérdidas de masa tan enormes antes de la explosión presentan grandes desafíos a las actuales teorías de evolución estelar”.

“Esto genera la inquietante pregunta de cuán masiva tiene que ser una estrella para colapsar y formar un agujero negro, si estrellas que son más de 40 veces más masivas que nuestro Sol no pueden conseguir esta proeza”, concluye el coautor Norbert Langer.

El mecanismo de formación preferido por los autores de este estudio postula que la estrella que se convirtió en magnetar – la progenitora – nació con una compañera estelar. A medida que ambas estrellas se fueron desarrollando, comenzaron a interactuar, consumiendo la energía derivada del movimiento orbital en eyectar grandes cantidades de masa desde la estrella progenitora. Si bien la compañera no es actualmente visible en la zona del magnetar, ello puede deberse a que la supernova que formó el magnetar provocó el quiebre del sistema binario, eyectando a ambas estrellas a alta velocidad desde el cúmulo.

“Si este es el caso, los sistemas binarios jugarían un rol clave en la evolución estelar, provocando pérdidas de masa – una “dieta” cósmica perfecta para estrellas de gran peso, que permite perder hasta un 95% de la masa inicial”, concluye Clark.


Artículo de Referencia

Fecha Original: 18 de agosto de 2010
Enlace Original

Comparte:
  • Print
  • Digg
  • StumbleUpon
  • del.icio.us
  • Facebook
  • Twitter
  • Google Bookmarks
  • Bitacoras.com
  • Identi.ca
  • LinkedIn
  • Meneame
  • Netvibes
  • Orkut
  • PDF
  • Reddit
  • Tumblr
  • Wikio
This page is wiki editable click here to edit this page.

Like This Post? Share It

Comments (12)

  1. Nusesabe

    XD el titulo induce a un error, parece que esta diciendo que los agujeros negros crean masa.

  2. jurl

    O… los agujeros negros no existen :D

    Es realmente muy difícil concebir un escenario donde el 90% de la masa salga volando al espacio. Es más simple pensar que con 40 masas solares (o más, que eso es el límite mínimo) no se forma un agujero negro.

    • Pero agujeros negros se han encontrado bastantes.

      • jurl

        No, no se ha encontrado ni uno. Lo que están “cartografiados” son *candidatos* a agujeros negros, es decir, cuerpos que por las aparentes características que se interpreta que deben tener, podrían ser agujeros negros. Se da por hecho que lo son, cuando la MC ni siquiera ha dicho nada al respecto (y yo tengo serias sospechas que cuando se pongan, se verá que la MC prohíbe los agujeros negros, por varios motivos, entre ellos el tránsito siempre problemático del horizonte de eventos). Ya he posteado mis ideas aquí mismo en alguna parte, en realidad el agujero negro es un concepto tan antiguo como del siglo XVIII, totalmente mecanicista clásico y determinista (en realidad se apoya pura y simplemente en el concepto de velocidad de escape, incluso las ecuaciones einstenianas al respecto son muy chapuceras), que se abandonó en su momento cuando predominaron las ideas de Newton sobre el carácter clásico-corpuscular de la luz (que son postulados falsos), y luego se recuperó con la mecánica relativista.

        Todos esos candidatos podrían perfectamente ser otras cosas. Yo mantengo, y a medida que se dispone de más datos al respecto, que los agujeros negros son una idea ficticia que no existe en el mundo real. Aquí tienes esta noticia, sin ir más lejos.

        La poca gente que ha escarbado en la MC al respecto, se ha encontrado que la idea “agujero negro” es altamente problemática, y no suele dar lustre al currículum ir contracorriente mientras las cosas no estén maduras.

      • jurl

        He ido a mirar el artículo de la Wiki (le tocaba ya su repasito de los tres meses) y me he quedado bastante (gratamente) sorprendido que han modificado de cierto calado todo el texto. Ya no es algo que se da por hecho (que existan los agujeros negros), sino que “según la teoría general de la relatividad” deben existir (juas, y eso tampoco es estrictamente cierto).

        http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#Alternatives

        Me quedo con este párrafo:

        The evidence for stellar black holes strongly relies on the existence of an upper limit for the mass of a neutron star. The size of this limit heavily depends on the assumptions made about the properties of dense matter. New exotic phases of matter could push up this bound.[79] A phase of free quarks at high density might allow the existence of dense quark stars,[99] and some supersymmetric models predict the existence of Q stars.[100] Some extensions of the standard model posit the existence of preons as fundamental building blocks of quarks and leptons which could hypothetically form preon stars.[101] These hypothetical models could potentially explain a number of observations of stellar black hole candidates. However, it can be shown from general arguments in general relativity that any such object will have a maximum mass.[79]

        Es decir, estamos ya en la fase de mantener el concepto a base de alterarlo hasta el retorcimiento, algo que en ciencia nos es muy familiar… en artefactos varios. De todos modos, entre la MC y la RG claramente creo que nadie duda en quedarse con la primera, y yo pienso que tenemos serios motivos para dudar de la existencia de tales bestias cósmicas.

  3. jurl-andon

    Me gusta la seguridad con la que desmientes cosas sin demostrar nada jurl

    • jurl

      Gratias ago, domine xD

      Si analizas el asunto detalladamente, y siguiendo estrictamente el método, verás que no sólo no existe ningún indicio objetivo de la existencia de agujeros negros, sino que son todos subjetivismos a priori (como tienen que existir los agujeros negros, interpreto todo esto como tal), es decir, el razonamiento y la búsqueda de pruebas empíricas ha ido al revés: no tengo primero el hecho empírico pelado, y después lo interpreto, sino que primero hago la predicción y después busco hechos empíricos que se ajusten a ella. Esto no sólo no tiene nada de malo, sino que es una de las vías que tiene la ciencia de autoverificarse, el problema es que las escalas cósmicas no permiten ni la reproductibilidad ni la comprobación in situ, por tanto, este proceso requiere en este campo mucha más prudencia, y desde luego la prudencia es algo que la cosmología ha tirado por el retrete por lo menos en épocas tan tempranas como 1960. Entendámonos, no es que se salten el método completamente a la torera, es que si otros campos de la física tuvieran semejante manga ancha, no sólo no estaría permitido ni tolerado, es que sería risible y ridiculizable.

      Seguridad la que muestran muchos en dar por buena una idea de la pre-Ilustración, determinista y mecanoclásica, resucitada ad hoc para cubrir una cábala que encaja con la RG (porque sigue siendo una estructura formal determinista, y por lo tanto, sabemos que incompleta). La pregunta que ya demora en ser contestada es: ¿esto cabe en la MC? Porque los indicios que se acumulan, que ya son bastantes, apuntan a que no.

      El otro día en un foro de anarquistas (creo) me pusieron a caldo porque, para mi sorpresa, les expliqué que el lamarckismo es un concepto falso e irreal, tanto en el plano estrictamente biológico como en el plano social. Me llamó mucho la atención, cada vez más, la fuerza que tienen determinadas ideologías a la hora de hacer de “atractores” de otras ideologías o conceptos susceptibles de encajar con edificios ideológicos.

      Y ya no es la primera peli que veo donde comparan el agujero negro con el infierno (naturalmente, todo el mundo identifica de forma plenamente natural la creación divina, seudodivina o antropógena, a fin de cuentas, con el Big Bang). Después nos reimos de las mitologías, y se nos escapan por todas partes a poco que les quitemos la correa y el bozal xD.

      Seguridad, seguridad, no hay. La poca que puedas tener, la que te da el método. Y el método aplicado rigurosamente indica que no existen indicios reales de agujeros negros (me estoy comiendo la parte de que el universo seguramente que tendría que ser muy distinto si existiesen realmente, por ejemplo, deberían formarse efectivamente en las capas altas de la atmósfera continuamente, y si no, en las proximidades de estrellas de neutrones, cayendo en su interior y devorándolas), no desde luego fuera de algunas cabezas, ni tampoco tenemos aval ninguno de la MC.

      • Gerardo

        La verdad estas tan equivocado como los que si creen en los agujeros negros, sin prueba fisicas directas, no estas demostrando nada. Es como los que repudian la teoria de las cuerdas, igual no estan demostrando que la teoria esta mal, simplemente no les gusta. O los religiosos que rechazan la teoria de la evolucion de Darwin, no dan pruebas, simplemente no les gusta.

        Me anoto en el comentario de que eres muy valiente rechazando algo sin pruebas, estas tan mal como los que si creen el los agujeros negros, aunque estos ultimos al menos han echado algunos numeros y han publicado algunos papers con sus ideas… y han convencido a algunos……

        • jurl

          Perdona, pero estás invirtiendo la carga de la prueba, lo repetiré todas las veces que haga falta: me limito a aplicar *estrictamente* el método científico. No existe ninguna prueba física irrefutable de la existencia de agujeros negros, tenemos mucha más evidencia en contra (el hecho de que el agujero negro, como concepto, nos plantea muchos fenómenos que deberían observarse y NO se observan), y las bases teóricas de éstos descansan exclusivamente en un barrunto basado en la RG, que ni siquiera salen de forma natural de esta, y no aparecen por ninguna parte en la MC. Creo que todo esto es muy distinto a las paridas que los creacionistas, por citar uno de tus contraejemplos, dicen.

          La teoría de cuerdas es algo todavía menos aprehensible que los agujeros negros, puesto que es una base teórica. Un agujero negro se supone que es un objeto real, del mundo real. No creo que sean debates comparables. Un agujero negro es lo mismo que el planeta X o el planeta Vulcano, una suposición teórica sobre la existencia de un cuerpo, que no acaba de ser detectado de forma clara, y que profundizando en los efectos que debería producir, nos dibuja un cuadro de las cosas que tampoco se observa en la realidad.

          • damian

            Perdoname jurl, pero tu afirmación de que la mecanica cuantica prohibe los agujeros negros es un error grosero. Lo único que hasta ahora ha “esbozado” la MC sobre ellos es que en la singularidad los efectos mecánico cuánticos del campo gravitatorio deben ser tan importantes que hagan imposibles su creacion. Pero la singularidad no es todo el agujero negro, solo su corazon minúsculo. El horizonte de sucesos es perfectamente relativista y nada dice la mecanica cuantica sobre el. Y tambien esta probado que, mas alla de cierta densidad, el colapso mas alla del horizonte de sucesos es inevitable. Lo que tu deberias probar, si de verdad crees que los agujeros negros no existen, es un mecanismo que evite el colapso antes de la densidad crítica, es decir, probar matematicamente que existe una forma de agregacion de materia que puede resistir la presión gravitatoria ante cualquier masa arbitraria, de 50, 100, 100000000 de soles sin caer por debajo del horizonte de sucesos potencial de esa masa. Osea, seguir el camino del metodo cientifico del que hablas. Suerte con eso, Oppenhaimer, Wheeler, Chandrasekar, Thorne y muchos otros lo intentaron durante los últimos 80 años y no lo lograron.

          • damian

            Por otra parte, el concepto de agujero negro no se basa en la velocidad de escape y la conceocion corpuscular de la luz, eso era la “estrella oscura” de Laplace, una idea que lejanamente recuerda al agujero negro relativista, mas por coincidencia fenomenológica que por conceptualidad física. El agujero negro no tiene nada que ver con la velocidad de escape, sino con la deformación extrema del espacio tiempo. La luz no deja de escapar porque no tiene suficiente velocidad, sino porque, mas alla del horizonte de sucesos, “todos los caminos son hacia abajo”. Por lo tanto, para probar la imposibilidad de los agujeros negros, deberias probar que la capacidad de deformarse del espacio-tiempo tiene un límite, osea, deberias reformular la teoria de la relatividad para cuadrar con tus ideas. Yo comprendo que tengas una repulsión innata por un objeto tan extraño, la misma que tenia einstein. Al igual que el, tu crees que deberia haber algun tipo de “censura” física ante tal abominación, que las leyes de la física de algun modo evitan que las estrellas colapsen mas alla del radio crítico. El confiaba en la incompresibilidad de la materia nuclear, tu en alguna aún no documentada y oscura parte de la MC que aún nadie ha planteado. En ambos casos, la carga de la prueba esta del lado de quien plantea la imposibilidad a priori, no de quien sigue las reglas aceptadas y extrae conclusiones de ellas.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos necesarios están marcados *