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¿Cómo detectar agujeros negros primordiales?

Área: Espacio — miércoles, 22 de junio de 2011

Si existen, los agujeros negros primordiales de baja masa podrían ser detectados al atravesar el Sol o las estrellas.

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Una de las predicciones más sugestivas sobre el Big Bang es la que propone que se crearon agujeros negros primordiales. Algunos de estos agujeros negros serían muy pequeños comparados con los agujeros negros supermasivos de los centros galácticos o los estelares que son fruto de las explosiones de supernova.
Según el famoso resultado de Hawking, si la masa de esos agujeros negros primordiales es muy pequeña entonces deben de estar evaporándose ahora mismo en un destello de rayos gamma.
Lo malo es que nadie ha visto dicha evaporación, aunque algunos han sugerido que parte de los estallidos de rayos gamma que se detectan podrían deberse a ese fenómeno.
La explicación más sencilla es que no haya tales agujeros negros primordiales, pero si seguimos teniendo fe en ellos puede que quizás no sean tan ligeros y, por tanto, no les haya dado tiempo todavía para que se evaporen. Tendrían la masa de un asteroide más o menos.
Lo malo es detectar esos agujeros negros, ya que por definición son negros y sobre ellos no cae materia que pueda ser convertida en radiación, como en el caso de otros tipos de agujeros negros. Podrían estar vagando por el espacio y no nos daríamos cuenta de su presencia. Podrían incluso ser parte de la materia oscura.
En el pasado se propuso que quizás podrían ser detectados gracias al fenómeno de microlente gravitatoria si, según nuestra perspectiva, alguno pasa delante de una estrella. La Relatividad General predice este fenómeno que sí ha sido observado en otros cuerpos, incluidas las galaxias. De momento no parece que se hayan manifestado tampoco a través de este fenómeno.
Es aquí donde entra en escena el estudio realizado por Michael Kesden, de la Universidad de Nueva York, y Shravan Hanasoge, de la Universidad de Princeton. Según estos investigadores si la población de estos agujeros negros es lo suficientemente alta, de vez en cuando alguno de ellos atravesará el Sol y los efectos de este choque podrían ser observados fácilmente.
Recordemos, una vez más, que un agujero negro no es una diabólica aspiradora espacial y que este tipo de sucesos no significaría la destrucción del Sol.
Pero un evento de este tipo con un agujero negro con una masa de 1018 kg tiene que generar una emisión de rayos X y unas turbulencias supersónicas en el interior del Sol.
Esos rayos X serían muy mal detectados debido a que el propio Sol emite constantemente este tipo de radiación electromagnética, pero las turbulencias deben hacer oscilar al Sol. En otras palabras, el paso de un agujero negro a través del Sol debe producir una especie de seísmo.
Un campo reciente en la Astrofísica es el de la Heliosismología o Astrosismología, que trata de estudiar precisamente las oscilaciones que se producen en el Sol y las estrellas debidas a varios fenómenos. Telescopios espaciales como Kepler y Corot ya estudian este tipo cosas aunque fueron concebidos para otros fines.

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El modelo computacional predice turbulencias cuando un agujero negro atraviesa una estrella como el Sol que se podrían inferir a través de las oscilaciones que inducirían.

Para poder distinguir el paso de un agujero negro de otros fenómenos vibracionales del Sol se necesita caracterizar este tipo de oscilaciones. Esto es precisamente lo que han hecho estos dos investigadores. Han presentando en un artículo cómo tendrían que ser esas oscilaciones gracias a modelos informáticos, simulando distintos tipos de trayectorias dentro del Sol.
Tales oscilaciones podrían haber sido ya observadas y estar entren los datos que ya están disponibles, pero la cantidad de agujeros negros primordiales estimada no parece apoyar la idea de que ese tipo de fenómenos sea frecuente. Quizás nos podamos fijar en otras estrellas para realizar una estadística que nos permita calcular una cota a la abundancia de estos objetos, si existen, claro.
Se ha propuesto el lanzamiento de la misión Stellar Imager que podría dilucidar la existencia o no de este tipo de eventos con agujeros negros y, de todas formas, estudiar los seísmos estelares.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3534

Fuentes y referencias:
Artículo en ArXiv.
Ilustración de cabecera: spacetimetravel.org

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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4 Comentarios

  1. lluís:

    El artículo dice que dentro de esos agujeros negros primordiales no cae materia que pueda convertirse en radicación, (lo que facilitaría su detección).Me pregunto por qué no puede caer materia en éllos.
    Luego está el asunto de las partículas virtuales.Tales partículas tienen energía y se supone que hay un número infinito de pares virtuales, luego su cantidad de energía sería infinita.Y según la RG esto implicaría que el universo se curvaría a un tamaño infinitamente pequeño.Obviamente no parece que esto suceda.De hecho parecería que el universo no podría ser otra cosa que una especie de mini agujero negro.Y, para acabar de arreglarlo algunos postulan que podríamos estar viviendo dentro de un agujero negro supermasivo.
    Saludos.

  2. tomás:

    Cuando se ha hablado de un pequeño agujero negro de la masa de un asteroide, he imaginado algo de un tamaño quizá milimétrico. Luego, al decir de un impacto contra el Sol he pensado que sería absorbido por él sin consecuencias, pero segundos más tarde me he dado cuenta de que al fin y al cabo sería como una bala que atravesase una nube. Pero hay una diferencia. En su recorrido dentro de la estrella, iría absorbiendo masa y habiendo tanta a su alcance, sólo impediría un crecimiento descomunal el tiempo que tardase en atravesarla. De todos modos creo que saldría mucho más masivo de lo que penetró.
    Saludos,

  3. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    Es que un agujero negro no es una aspiradora. Efectivamente este tipo de agujeros sería muy pequeño y atravesarían el Sol como si nada, incluso viajando lentamente.
    Además la materia cayendo el agujero emite radiación y la presión se radiación impide caer más materia. Está “autorregulado” negativamente.

  4. tomás:

    Estimado Neo: Sí, ya comprendo que un agujero negro no lo aspira todo, pero su presencia en cualquier lugar, le lleva a aumentar su masa por acreción, aunque haya de llegar al equilibrio a que creo haces referencia.
    He mirado con aplicación la ilustración 2ª y, aunque no puedo sacar muchas conclusiones -imagino que Vr quiere decir velocidades relativas-, creo que entra por la parte inferior, se acelera conforme se acerca al núcleo y luego decelera conforme se aleja de él hacia arriba. También observo que a la salida es más o menos el doble de tamaño que a la entrada. Si así fuera duplicar su tamaño lleva consigo un gran aumento de masa, aunque esté autorregulada por el incremento de la presión de radiación.
    Un cordial saludo.

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