Intriga un nuevo objeto en la Vía Láctea: ¿agujero negro o estrella de neutrones?

Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto en la Vía Láctea un objeto nuevo y desconocido, más pesado que las estrellas de neutrones más masivas conocidas y, al mismo tiempo, más ligero que los agujeros negros menos masivos.

Utilizando el radiotelescopio MeerKAT (Sudáfrica), astrónomos de varias instituciones, entre ellas la Universidad de Manchester y el Instituto Max Planck de Radioastronomía, hallaron un objeto en órbita alrededor de un púlsar de milisegundos que gira rápidamente, situado a unos 40.000 años luz de distancia en un denso grupo de estrellas conocido como cúmulo globular.

Los detalles se publican en la revista Science y, según Ben Stappers, director del proyecto en el Reino Unido y catedrático de Astrofísica de la Universidad de Manchester, cualquiera de las posibilidades sobre la identidad del objeto "es apasionante".

Un sistema binario púlsar-agujero negro -muy codiciado- será importante para obtener pruebas de la teoría de la relatividad general de Einstein y una estrella de neutrones pesada proporcionará nuevos conocimientos sobre física nuclear a densidades muy altas.

Cuando una estrella de neutrones -los restos ultradensos de una estrella muerta- adquiere demasiada masa, normalmente al consumirse o colisionar con otra estrella, se colapsa, explica un comunicado de la Universidad de Manchester.

Se especula mucho sobre en qué se convierten después de colapsar, pero se cree que podrían convertirse en agujeros negros, objetos tan atractivos gravitatoriamente que ni siquiera la luz puede escapar de ellos.

Los astrónomos creen que la masa total necesaria para que una estrella de neutrones colapse es 2,2 veces la masa del sol.

La teoría, respaldada por la observación, dice que la estrella de neutrones más pesada conocida no tiene más de 2,5 veces la masa de nuestro sol y el agujero negro más ligero es de alrededor de 5 masas solares.

Durante mucho tiempo, la comunidad astronómica ha estado desconcertada por la falta de observaciones de objetos compactos con masas en ese intervalo -desde 2,5 hasta 5 masas solares-, una zona que se conoce como "hueco o brecha de masa". Este nuevo objeto estaría en este intervalo (en 2020 también se detectó uno en esta zona).

Se desconoce la naturaleza de los objetos que se encuentran en esta brecha de masa y su estudio detallado ha resultado hasta ahora todo un reto. El nuevo descubrimiento podría ayudar a comprenderlos mejor.

El tic-tac de un reloj

El hallazgo se realizó mientras se observaba un gran cúmulo de estrellas conocido como NGC 1851, situado en la constelación austral de Columba.

NGC 1851 es una densa colección de estrellas viejas que están mucho más apretadas que las estrellas del resto de la galaxia. Aquí, la aglomeración es tal que las estrellas pueden interactuar entre sí, perturbando sus órbitas y, en los casos más extremos, colisionando.

Los astrónomos creen que es una de estas colisiones entre dos estrellas de neutrones la que podría haber creado el objeto masivo que ahora orbita el púlsar de radio.

El púlsar gira más de 170 veces por segundo y cada rotación produce un pulso rítmico, como el tic-tac de un reloj. El tic-tac de estos impulsos es increíblemente regular y, observando cómo cambian los tiempos de los tics, mediante una técnica llamada cronometraje de púlsares, los científicos pudieron realizar mediciones extremadamente precisas de su movimiento orbital.

Las observaciones también mostraron que la masa de la compañera era mayor que la de cualquier estrella de neutrones conocida y, al mismo tiempo, menor que la de cualquier agujero negro conocido, lo que la situaba directamente en "la brecha de masa de los agujeros negros".

Aunque el equipo -también formado por Ewan Barr y Arunima Dutta- no puede afirmar de manera concluyente si han descubierto la estrella de neutrones más masiva conocida, el agujero negro más ligero o incluso una nueva variante exótica de estrella, sí han encontrado un laboratorio único para sondear las propiedades de la materia en las condiciones más extremas del universo.

"Independientemente de su origen, el descubrimiento de un objeto compacto con una masa entre 2,09 y 2,71 masas solares en un cúmulo globular tiene implicaciones fascinantes", resume Maya Fishbach, de la Universidad de Toronto, en un comentario de apoyo también publicado en Science.