Las estrellas de Hawking: ¿qué pasaría si hubiera un agujero negro dentro del Sol?
¿Alguna vez has pensado en la posibilidad que haya un agujero negro dentro del Sol? Esto es lo que se preguntan un grupo de astrónomos que estudian la posible existencia de estrellas con agujeros negros en su interior llamadas Estrellas Hawking.
Una pregunta muy común es ¿qué pasaría si sustituyéramos el Sol por un agujero negro? Incluso fue una pregunta en una prueba de selección universitaria en 2022, en Brasil, que preguntaba cuáles serían las consecuencias de cambiar el Sol por un agujero negro. Pero una pregunta que rara vez se hace es: ¿y si hubiera un agujero negro dentro del Sol?
Los agujeros negros son conocidos como objetos de destrucción que se tragan todo lo que los rodea. La idea de tener un agujero negro dentro de una estrella ni siquiera pasa por la cabeza, pues la percepción es que la estrella sería tragada en unos segundos. Sin embargo, algunos tipos de agujeros negros serían capaces de habitar el interior de las estrellas sin causar daños.
Un grupo formado por físicos y astrónomos estudió la idea de las estrellas de Hawking, tras el trabajo del físico Stephen Hawking que investigó esa posibilidad. Estas estrellas albergarían agujeros negros en su centro, y son conocidos como agujeros negros primordiales.
Agujeros negros primordiales
Una posible manera de que se formara un agujero negro sería al inicio del universo, momentos después del Big Bang. Se formarían debido a perturbaciones de densidad que existirían en los primeros momentos del universo. Estas perturbaciones podrían formar agujeros negros de varios tamaños: desde agujeros negros del tamaño de átomos hasta algunos del tamaño de planetas o estrellas.
Estos agujeros negros se denominan agujeros negros primordiales. Serían los primeros objetos del universo y podrían ser semillas de los agujeros negros supermasivos que observamos hoy. A pesar de esto, nunca antes se ha observado un agujero negro primordial.
¿Podría ser la materia oscura, agujeros negros primordiales?
Es común que ambos sean relacionados cuando se plantea el tema de los agujeros negros primordiales. Ellos ya fueron considerados como una posibilidad para explicar la materia oscura. Son atractivos como materia oscura ya que su formación se produjo de forma natural y no se necesita nueva física para explicarlos.
Debido a la radiación de Hawking, la mayoría de los agujeros negros primordiales con masas mucho más pequeñas que la de un asteroide se habrían evaporado hace mucho tiempo. Los agujeros negros primordiales que sobraron tendrían masas que variarían desde asteroides hasta algunos planetas o estrellas. Y estos podrían representar el porcentaje asociado a la materia oscura.
Los trabajos de Stephen Hawking
El famoso físico Stephen Hawking trabajó gran parte de su vida para comprender los agujeros negros. Su obra más conocida es la que dio origen al concepto de radiación de Hawking. El físico pasó décadas de su vida estudiando las condiciones de la radiación de Hawking, incluido el estudio de los agujeros negros primordiales.
Hawking notó que los agujeros negros más grandes se evaporarían más lentamente, mientras que los agujeros negros más pequeños se evaporarían rápidamente. Esto significaría que los agujeros negros primordiales muy pequeños se habrían evaporado rápidamente durante la evolución del universo.
Estrellas de Hawking
Si se formaran muchos agujeros negros primordiales con masas similares a las de los asteroides, las estrellas podrían haberlos capturado durante su formación. Esta fue una idea que Stephen Hawking introdujo en los años 70 y estas estrellas recibieron el nombre de las estrellas de Hawking.
Estos agujeros negros aprisionados por estrellas serían pequeños y tendrían una radiación de Hawking lo suficientemente intensa como para impedirles alimentarse. Esto significaría que tardarían en crecer y podrían convivir con la estrella durante gran parte de su vida sin causar ningún daño.
¿Qué piensan los investigadores?
Recientemente, un grupo de investigadores del renombrado Instituto Max Planck realizó simulaciones para estudiar las propiedades de las estrellas Hawking. La idea sería simular una estrella parecida al Sol que había captado un agujero negro primordial durante su formación.
Con sus simulaciones, concluyeron que una estrella Hawking similar al Sol tendría una vida idéntica a nuestra estrella. Además, sería imposible distinguirla de las estrellas normales utilizando técnicas tradicionales. Sólo los estudios de oscilaciones en sus centros podrían indicar alguna diferencia.
¿A qué se debe el interés por las estrellas de Hawking?
La razón principal es saber si estas estrellas pueden existir, y el trabajo presentado por el grupo sostiene que es posible, entonces serían prioridades en la búsqueda de agujeros negros primordiales. Además, podrían responder preguntas sobre la materia oscura y si, de hecho, existe una relación entre los agujeros negros primordiales y la materia oscura.
Según el artículo, es posible que estas estrellas sean más comunes en cúmulos globulares que tienen estrellas más viejas y estrellas de población II. Estas estrellas se habrían formado cuando el universo era mucho más joven y tendrían más probabilidades de capturar agujeros negros primordiales.
Referencia de la noticia:
Earl P. Bellinger et al.; Solar Evolution Models with a Central Black Hole ; The Astrophysical Journal (2023).