Estrellas de bosones: ¿estamos seguros que esta imagen es de un agujero negro?

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Estrellas de bosones: ¿estamos seguros que esta imagen es de un agujero negro?

Primera imagen de un agujero negro: M87* (EHT)

El año pasado la comunidad astronómica logró obtener una imagen directa de un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia M87. Por primera vez, la humanidad pudo observar cuál era la apariencia de un agujero negro.

Sin embargo, ¿qué tan seguros estamos de que M87* sea un agujero negro? Esta fue la pregunta que el equipo dirigido por el astrofísico Héctor Olivares desea responder.

«Si bien la imagen es consistente con nuestras expectativas sobre cómo se vería un agujero negro, es importante estar seguro de que lo que estamos viendo es realmente lo que pensamos», dijo Olivares a ScienceAlert.

Su investigación, que profundiza en las estrellas de bosones, fue publicada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

¿Estrellas de bosones?

Una estrella de bosones es un objeto astronómico hipotético que se forma a partir de partículas llamadas bosones. Esto las difiere de las estrellas convencionales, que son formadas por fermiones (protones, neutrones, electrones).

De manera similar a los agujeros negros, las estrellas de bosones tienen el respaldo de la relatividad general y pueden crecer hasta millones de masas solares y llegar a ser muy compactos.

“El hecho de que compartan estas características con los agujeros negros supermasivos llevó a algunos autores a proponer que algunos de los objetos compactos supermasivos ubicados en el centro de las galaxias podrían ser estrellas de bosones”, explicó Olivares.

En ese sentido, el nuevo estudio de Olivares y su equipo calculó cuál sería la apariencia de una estrella de bosones desde la perspectiva de nuestros telescopios. Con esto podemos saber en qué se diferenciaría de una imagen directa de un agujero negro.

¿Cómo se vería una desde la Tierra?

Una estrella de bosones no fusionaría nada en sus núcleos ni mucho menos emitiría radiación. Simplemente se quedarían vagando en el espacio, siendo invisibles, al igual que los agujeros negros.

Sin embargo, a diferencia de los agujeros negros, las estrellas de bosones serían transparentes. Debido a sus propiedades, estos objetos hipotéticos carecerían de una superficie que detenga los fotones, por lo que también les faltaría un horizonte de eventos. Los fotones pueden escapar de las estrellas de bosones, aunque su trayectoria podría doblarse un poco por la gravedad.

Algunas estrellas de bosones pueden estar rodeadas por un anillo giratorio de plasma, muy parecido al disco de acreción que rodea un agujero negro. Esto le daría la apariencia de una rosquilla brillante con una región oscura en el interior.

Luego de realizar las simulaciones correspondientes el equipo encontró que la sombra de una estrella de bosones sería significativamente más pequeña que la sombra de un agujero negro de masa similar.

Desde la izquierda: un agujero negro sin rotación, con rotación, y una estrella de bosones. Simulación. (Olivares)

Esto llevó a Olivares a una respuesta para su pregunta: M87* no es una estrella de bosones, sino un agujero negro. La masa del objeto se infirió a partir de la velocidad de rotación del gas que lo rodea, y la sombra es demasiado grande para ser producida por una estrella de bosones de esa masa. 

Este resultado nos lleva a determinar en un futuro si lo que estamos viendo es un agujero negro supermasivo, o una estrella de bosones. De descubrirse esta última, tendría enormes implicaciones en la física, desde la inflación hasta la búsqueda de materia oscura.

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