OBJETOS OCULTOS 2

OBJETOS INVISIBLES II

La AGUJEROS NEGROS, LA GRAVEDAD MÁS INTENSA

Un agujero negro es un objeto con un campo gravitatorio tan intenso que nada, ni siquiera la luz, puede escapar a su atracción. Por tanto, un agujero negro ni emite ni refleja luz (ni ningún tipo de radiación electromagnética), y de ahí su nombre, acuñado en 1967 por el físico teórico estadounidense John Archibald Wheeler. Para conseguir una atracción gravitatoria tan enorme, un agujero negro debe acumular una gran cantidad de masa en un área muy pequeña. Por ejemplo, un agujero negro con la masa del Sol tendría un radio de tan solo 3 km (diminuto comparado con el radio del propio Sol, que es de aproximadamente 700.000 km) y uno con la masa de la Tierra tendría un radio de unos 9 mm, es decir, el tamaño de una canica.

En realidad, un agujero negro no tiene una superficie, en el sentido habitual de la palabra, pues toda la masa del agujero negro está concentrada en un único punto, una singularidad donde tanto el valor de la densidad como la curvatura del espacio-tiempo se hacen infinitas. Cuando hablamos del radio de un agujero negro, nos estamos refiriendo al de una esfera imaginaria conocida como horizonte de sucesos. Este horizonte marca el límite más allá del cual la atracción gravitatoria se hace tan grande que resulta imposible escapar del agujero negro.

Existen agujeros negros de tamaños muy distintos. La mayoría de ellos se forman a partir de una explosión de supernova, de acuerdo con el proceso explicado antes. Estos agujeros negros estelares son aproximadamente entre 3 y 30 veces más pesados que el Sol y estarían repartidos por todo el Universo: a juzgar por el número de estrellas lo bastante grandes como para producir agujeros negros, los científicos calculan que tan solo en la Vía Láctea podría haber entre diez y mil millones de ellos.

Sin embargo, hay otro tipo de agujeros negros muchísimo mayores: los agujeros negros supermasivos, que pueden acumular millones o incluso miles de millones de veces más masa que el Sol. Se piensa que habitan en el centro de casi todas las galaxias, incluida la nuestra, pero su origen sigue siendo un misterio. Durante mucho tiempo se pensó que no había agujeros negros de masa intermedia entre los estelares y los supermasivos, pero recientemente se han descubierto algunos de ellos. Además, también podrían existir los denominados agujeros negros primordiales, objetos hipotéticos que, como vimos anteriormente, se habrían formado poco después de la gran explosión y podrían dar cuenta de la materia oscura del Universo.

Pero si los agujeros negros no emiten ni reflejan ningún tipo de radiación, ¿cómo sabemos que están ahí? La respuesta es básicamente la misma que para la materia oscura: a través de los efectos gravitatorios que producen en los objetos de su alrededor. Así, los agujeros negros supermasivos se detectan a partir del aumento brusco de las velocidades de las estrellas o las nubes de gas que orbitan a su alrededor. Además, también se observa una gran emisión de rayos X en el centro de muchas galaxias, presumiblemente por la caída de materia en el agujero negro supermasivo que albergan.

Por otra parte, podemos deducir la presencia de un agujero negro estelar si vemos que una estrella describe una órbita alrededor de un compañero invisible, y este tiene una masa tal que no admite ninguna otra explicación. Además, cuando un agujero negro atrae materia hacia sí mismo, esta se acumulará alrededor suyo, formando un disco de acreción. Las partículas de este disco aceleran y colisionan, calentándose a temperaturas extremas de millones de grados y emitiendo rayos X que podemos detectar mediante telescopios. Este método también sirve para detectar estrellas de neutrones en sistemas binarios.

Sin embargo, no toda la materia en el disco alrededor de un agujero negro está condenada a caer en él. En muchos casos, esta materia se calienta tanto que parte de ella sale volando en grandes chorros o jets que se mueven casi a la velocidad de la luz. Estas eyecciones pueden producirse tanto en los agujeros negros estelares como en los supermasivos, pero son especialmente espectaculares en estos últimos, donde el chorro puede llegar a extenderse a lo largo de millones de años-luz.

MUNDOS ALREDEDOR DE OTRAS ESTRELLAS

Hay preguntas que seguramente todos nos hemos hecho: ¿estamos solos en el Universo? ¿Podría haber vida más allá de nuestro planeta? ¿Hay seres inteligentes en algún otro lugar del cosmos? Hasta hace poco, ni siquiera estábamos en condiciones de planteárnoslas: conocíamos apenas ocho planetas, los que conforman nuestro sistema solar. Sin embargo, en los últimos años hemos descubierto multitud de otros mundos en órbita alrededor de estrellas lejanas, de tal modo que ya a principios de 2018 se confirmaron más de 3.700 de estos planetas extrasolares o exoplanetas, y en la actualidad el número sigue subiendo hasta los 4.500, aproximadamente. El primero se encontró en 1992, pero la mayoría de detecciones se realizaron a partir de 2009, de la mano del satélite Kepler de la NASA.

Pero encontrar planetas alrededor de otras estrellas es extremadamente difícil. Los planetas son pequeños comparados con la mayoría de los cuerpos celestes. Y pueden llegar a ser mil millones de veces más tenues que las estrellas alrededor de las que orbitan. Además, se encuentran a años-luz de distancia (el más cercano que conocemos gira alrededor de Próxima Centauri, a 4,25 años-luz del Sol). Eso hace que sea casi imposible verlos directamente, incluso usando telescopios tan potentes como el Hubble. Por ello, los astrónomos han tenido que idear métodos alternativos para encontrar estos objetos. Entre ellos destacan dos: el método del tránsito, en el que se trata de observar una disminución del brillo de la estrella cuando su planeta pasa por delante de ella (esta es la técnica usada por el satélite Kepler); y el de la velocidad radial, donde lo que se intenta detectar es el pequeño «bamboleo» que sufre la estrella debido a la atracción gravitatoria del planeta. Aproximadamente el 95 % de los descubrimientos realizados hasta la fecha se han basado en uno de estos dos métodos.

Una vez descubierto el exoplaneta, el siguiente paso es caracterizarlo mediante nuevas observaciones. Interesa, por ejemplo, conocer el tamaño y la masa del planeta, dado que así se podrá determinar su densidad y tendremos una idea sobre el material del que está hecho (roca, metal, hielo o gas). También resulta útil conocer otros aspectos, como la temperatura, gracias a la cual sabremos si los materiales del planeta se encontrarán en estado sólido, líquido o gaseoso. Y la luz estelar que pasa a través del exoplaneta revelará la composición de su atmósfera. Con toda esta información, estaremos mejor preparados para reconocer aquellos planetas especialmente aptos para la vida.

PERO ENTONCES ¿ESTAMOS SOLOS O NO?

Determinar qué planetas podrían albergar vida entraña sus dificultades ya que, en realidad, no sabemos cómo podría ser la vida en otras partes del Universo. Así que nuestra mejor opción es buscar planetas que se parezcan a la Tierra, suponiendo que las mismas condiciones que dieron lugar a la vida en nuestro planeta podrían haber producido un resultado similar en otros mundos. Sin embargo, una cosa es suponer la existencia de vida, incluso vida inteligente en otros lugares del Universo, y otra muy distinta pensar que civilizaciones muy avanzadas, con tecnologías impensables para nosotros, hayan pasado el Gran Filtro, no se hayan extinguido y sean capaces de conectar con los habitantes de este pequeño planeta llamado Tierra.

TÉCNICAS PARA DESCUBRIR EXOPLANETAS

Existen cuatro métodos principales para detectar exoplanetas, aunque la mayoría de los más de 3.700 descubrimientos realizados hasta la fecha han llegado de la mano de dos de ellos: el del tránsito y el de la velocidad radial.

Teniendo en cuenta esta premisa, la búsqueda de planetas potencialmente habitables se centra en aquellos que sean rocosos, posean un tamaño similar a la Tierra y puedan tener agua líquida en su superficie. Esto último exige que el planeta se encuentre dentro de la zona de habitabilidad de la estrella, es decir, a una distancia adecuada de ella, donde no haga ni demasiado calor (puesto que entonces todo el agua se vaporizaría) ni demasiado frío (el agua estaría completamente congelada).

Aparte de la existencia de agua líquida en la superficie, hay otros factores que también podrían favorecer la aparición de la vida, o incluso ser imprescindibles para ella. Por ejemplo, parece importante que el planeta posea una atmósfera, dado que, en ausencia de presión atmosférica, el agua se evaporaría y acabaría perdiéndose en el espacio. Además, las atmósferas también protegen a los planetas de radiaciones dañinas, estabilizan sus temperaturas y proporcionan un medio para que los seres vivos puedan respirar.

Pero todavía hay más: para albergar vida, un planeta debe contener una serie de elementos químicos esenciales. La vida de la Tierra se basa en el carbono, por lo que si encontramos este elemento en otro planeta, sabremos que podría albergar vida tal y como la conocemos. Finalmente, otros aspectos que cabría tener en cuenta son que el planeta disponga de una fuente de energía (por ejemplo, un núcleo fundido que, además, tendría otras ventajas como generar un campo magnético protector) o que su estrella sea suficientemente estable.

Sin embargo, como he dicho al principio, estos requisitos se basan en la única forma de vida que conocemos, la de la Tierra, y es posible imaginarse condiciones diferentes en que la vida podría haberse abierto camino. Por ejemplo, hay otros líquidos que podrían cumplir la función del agua (es decir, actuar como disolvente, permitiendo las reacciones químicas necesarias para la vida), como el metano o el amoníaco. La vida también podría prosperar sin necesidad de una atmósfera; así, un planeta podría albergar vida en un océano subterráneo que estuviera protegido del espacio exterior por una capa de hielo. De hecho, se cree que algunas lunas de nuestro sistema solar, como Europa, Ganímedes y Calisto (satélites de Júpiter) o Encélado (de Saturno) podrían esconder océanos de este tipo.

EL PLANETA NÚMERO 9

En 2014, algunos investigadores encontraron indicios de que podría haber un noveno planeta oculto en las profundidades del sistema un tamaño parecido al de Neptuno, una masa diez veces superior a la de la Tierra y orbitaría alrededor del Sol en una órbita muy alargada. Se encontraría (en promedio) unas 20 veces más lejos del Sol que Neptuno y tardaría unos 15.000 millones de años en dar una vuelta completa alrededor de nuestra estrella. La existencia de este planeta, predicha a partir de modelos matemáticos y simulaciones por ordenador, podría explicar las extrañas órbitas de al menos seis objetos más pequeños del cinturón de Kuiper. Las búsquedas que se han realizado hasta la fecha a partir de bases de datos e imágenes de archivo no han logrado demostrar la existencia del Planeta Nueve.

Ahora, los astrónomos utilizan el telescopio Subaru de Hawái, suficientemente potente como para poder detectarlo. Un equipo internacional de astrónomos confirmó que el objeto Farfarout (bautizado así, Muymuylejos), descubierto en 2018, es el objeto conocido más distante del Sistema Solar y ha sido reconocido y designado por la Unión Astronómica Internacional, informó el NOIRLab de NSF (Laboratorio Nacional de Investigación en Astronomía Óptica-Infrarroja de NSF). Farfarout fue descubierto con el Telescopio Subaru de Maunakea, y aunque sus descubridores sabían que estaba realmente muy lejos, no estaban seguros de la distancia exacta. Para determinar su órbita, el doctor Sheppard y sus colegas, David Tholen de la Hawaii University y Chad Trujillo de la Northern Arizona University, pasaron los siguientes dos años observando el objeto con el telescopio Gemini Norte, también en Maunakea en Hawái, y con los Telescopios de Magallanes en Chile, de la Carnegie Institution for Science.

Según estas observaciones, Farfarout está a 132 unidades astronómicas (au) del Sol, lo que equivale a 132 veces la distancia del Sol a la Tierra, Plutón está a 39 au del Sol. Farfarout es incluso más remoto que su predecesor en el récord de distancia del Sistema Solar, que fue descubierto por el mismo equipo y apodado �Farout�, que está a 124 au del Sol. La órbita de Farfarout es alargada, lo que le lleva a 175 au del Sol en su punto más lejano y a cerca de 27 au en el más cercano, donde se cruza la órbita de Neptuno, motivo por el que los astrónomos creen que Farfarout podría proporcionar información sobre la historia del Sistema Solar exterior. Farfarout es muy débil y, por su brillo y distancia con el Sol, los científicos creen que tiene unos 400 kilómetros de ancho, lo que lo sitúa en el extremo inferior de ser considerado planeta enano por la Unión Astronómica Internacional (AUI).

Por ahora, Farfarout ha sido designado por el Centro de Planetas Menores de AUI en Massachusetts como 2018 AG37. Este objeto recibirá un nombre oficial cuando se recopilen más observaciones y su órbita se vuelva aún más refinada en los próximos años. Los descubridores de Farfarout creen que aún quedan objetos más distantes por descubrir en las afueras del Sistema Solar, y que su registro de distancia podría no durar mucho.

En definitiva, aunque estemos guiándonos por hipótesis razonables en nuestra búsqueda de planetas habitables, no podemos estar completamente seguros de que estas sean correctas. Aun así, no podemos perder la esperanza: tal vez los telescopios futuros puedan distinguir en un mundo lejano alguna señal química que solo pueda provenir de un organismo vivo. Por ello es importante seleccionar los candidatos más plausibles y estudiarlos concienzudamente.

CONTINUARÁ...