Astrofísica
Extraños objetos cósmicos podrían estar escondidos en el Universo
Una simulación matemática hipotética descubre una estructura que parece un agujero negro, pero que en realidad sería un tipo desconocido de cuerpo celeste
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Las simulaciones muestran un objeto que se ve como una foto borrosa de un agujero negro desde lejos, pero que al observarse de cerca se aprecia de una forma completamente diferente. / Créditos: Pierre Heidmann / Johns Hopkins University.
Pablo Javier Piacente
Aunque el objeto misterioso es una construcción matemática hipotética, las nuevas simulaciones de los investigadores sugieren que podría haber otros cuerpos celestes de este tipo en el espacio, escondidos incluso de los mejores telescopios de la Tierra. Se trata de una estructura que parece un agujero negro y desvía la luz de esta forma, pero que en realidad podría ser un nuevo tipo de estrella, nunca identificado hasta hoy.
Investigadores de la Universidad Johns Hopkins, en Estados Unidos, sugieren en un nuevo estudio, publicado recientemente en la revista Physical Review D y en arXiv, que una extraña variedad de objetos cósmicos podrían esconderse de las observaciones de los astrónomos y estar acechando en diferentes lugares del Universo. En una primera mirada parecen agujeros negros, pero en un análisis más detallado muestran características diferentes, que podrían transformarlos en un tipo de estrella previamente desconocido.
Sorpresa gravitatoria
"Nos sorprendió notablemente el hallazgo. Nuestras simulaciones muestran que el objeto parece idéntico a un agujero negro, pero sin embargo emite luz desde su punto oscuro", indicó en una nota de prensa el físico Pierre Heidmann, autor principal de la investigación. Según los científicos, en lugar de ser absorbida como en un agujero negro convencional, la luz se dispersa con movimientos extraños, hasta que en un momento vuelve a salir desde las profundidades de la estructura.
Se sabe que el campo gravitatorio de un agujero negro es tan intenso que la luz puede orbitar a su alrededor a cierta distancia de su centro, tal como lo hace la Tierra alrededor del Sol. Precisamente, esta distancia determina el borde de la "sombra" del agujero negro, generando un anillo de luz a su alrededor: el límite entre el anillo lumínico y el disco negro es el llamado "horizonte de sucesos" u "horizonte de eventos".
Se supone que la luz entrante golpeará fatalmente esa región y será tragada por el agujero negro, ya que nada puede escapar de esa atracción gravitatoria, ni siquiera la luz. Sin embargo, el objeto hipotético desarrollado en las simulaciones de los investigadores estadounidenses logra “devolver” esa luz, una característica que escapa a la definición y a las condiciones establecidas para los agujeros negros.
El trabajo de los científicos en el nuevo estudio está inspirado en los descubrimientos relacionados con la detección de ondas gravitacionales en 2015, que según los astrofísicos permitió confirmar la existencia de agujeros negros. A partir de esos hallazgos, Heidmann y sus colegas se dispusieron a explorar la posible existencia de otros objetos cósmicos, que pudieran producir efectos gravitatorios similares a los agujeros negros y ser identificados de esta forma al ser observados con la tecnología actual, pero que en realidad serían otra clase de estructuras, quizás un nuevo tipo de estrella.
Afectados por la gravedad cuántica
Con el propósito de obtener nuevas herramientas que puedan probar las características reales de estas estructuras, diseñaron objetos hipotéticos denominados “solitones topológicos”. Los mismos están motivados en la teoría de cuerdas, que básicamente “reconcilia” a la mecánica cuántica con la teoría de la gravedad de Einstein.
Aunque los “solitones topológicos” no son aún predicciones de nuevos objetos cósmicos, sirven como los mejores modelos de cómo podrían verse estas estructuras afectadas por la gravedad cuántica, en comparación con los agujeros negros. Estos objetos hipotéticos podrían ejercer efectos gravitatorios distintos a los convencionales, con formas exóticas de materia.
Esto explicaría por qué el “solitón topológico” distorsiona el espacio exactamente como lo hace un agujero negro, pero se comporta de forma diferente al liberar débiles rayos de luz desde su interior. Estas emisiones lumínicas nunca escaparían a la fuerza gravitatoria de un verdadero agujero negro, marcando una diferencia vital entre ambos objetos.
Referencia
Imaging topological solitons: The microstructure behind the shadow. Pierre Heidmann, Ibrahima Bah and Emanuele Berti. Physical Review D (2023). DOI:https://doi.org/10.48550/arXiv.2212.06837
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