Miguel Pérez Torres: "Si una persona atravesase un agujero negro se convertiría en espagueti"

La pasada semana, la revista Science publicaba un interesante artículo que corrió como la pólvora entre la comunidad astronómica. En él un grupo de astrofísicos anunciaba haber presenciado por primera vez cómo un agujero negro engullía una estrella.

El evento fue detectado por primera vez en enero de 2005, cuando se localizó un brillante destello en el núcleo de una galaxia denominada Arp 299-B, ubicada a unos 150 millones de años luz de la Tierra. Al principio, los investigadores pensaron que se trataba de una supernova (explosión de una estrella que se produce tras su muerte), pero tras más de una década de observaciones y análisis de datos, los científicos descubrieron que se trataba de otra cosa.

Este fenómeno se conoce técnicamente como un evento de disrupción por mareas. Esto sucede cuando un agujero negro absorbe una estrella. Debido a la gran masa del astro el agujero negro colapsa y tiene que eyectar parte de ella al exterior, dando lugar a un inmenso chorro de material que se mueve en velocidades muy cercanas a la luz.

El coautor de esta investigación es el astrofísico observacional español, Miguel Pérez Torres (Teruel, 1969), del Instituto Astrofísico de Andalucía, quien ha concedido la siguiente entrevista a El Imparcial, para hablar sobre estas ignotas y enigmáticas regiones del espacio-tiempo que fascinan por igual a científicos y profanos.

Han sido los primeros en observar cómo un agujero negro se "traga" una estrella ¿podría describir cómo funciona el proceso?

Imagine que voltea una honda con una albóndiga de carne cruda (estrella) en su receptáculo. Llegará un momento que la propia velocidad del movimiento haga que parte de esta albóndiga salga despedida. Algo similar es lo que ha pasado con este agujero negro. Parte de la estrella ha salido despedida y la otra parte comienza a girar alrededor del agujero negro, dando lugar a lo que se denomina disco de acrecimiento. Es decir, que cuando un objeto (en este caso una estrella) se adentra en un agujero negro no penetra de forma recta a través de su centro si no que gira siguiendo órbitas a su alrededor.

La rotación diferencial de este material (que no gira a la misma velocidad angular) provoca que las líneas de campo magnético que están en las cercanías del agujero negro, formen una estructura de trenza. Cuando el material cae llega un momento en el que el sistema sufre una “indigestión” y la manera más sencilla que tiene de liberar esta energía es eyectándola. Dado que estas partículas cargadas son electrones relativistas, lo que hacen es seguir las líneas de campo magnético, muy colimadas (paralelas) por lo que esta parte de la estrella es expulsada de nuevo al exterior formando un chorro concentrado al igual que el que sale de una manguera cuando su boca es muy pequeña.

¿A qué distancia de la Tierra se encuentra este agujero negro?

A unos 150 millones de años luz.

¿Cuánto tiempo ha tardado en “absorber” esta estrella?

Muy poco. Aunque no lo sabemos con exactitud, creemos que semanas o meses.

Existen dos tipos de agujeros negros según su origen: estelares y supermasivos ¿cuál es la diferencia entre ellos?

Los agujeros estelares se forman cuando una estrella de entre 30 y 40 masas solares llega al final de su vida y e materal colapsa en una implosión (su materia se concentra cada vez más en menos espacio).

El agujero objeto del estudio es supermasivo, es decir, no pesa 10, 20 o 30 veces lo que el Sol, sino que tiene millones de veces la masa de nuestra estrella. Concretamente este tiene 20 millones de masa solares. No ha nacido anteayer, sino que suele tener una edad poco menor que la de las propias galaxias.

¿Cómo ha obtenido esa ingente cantidad de masa?

Lo que ha permitido que al agujero negro adquiera tal cantidad de masa ha sido el tiempo. Los agujeros negros supermasivos han gozado de miles de millones de años para “alimentarse”, lo que los ha convertido en los gigantes que conocemos hoy en día.

Se sabe que en el centro de cada galaxia suele haber un agujero negro supermasivo ¿a qué se debe este patrón cósmico?

Lo que se cree es que muy poco después de que se formasen las galaxias (hace al menos 10.000 millones de años), surgieron los agujeros negros. Cuando las galaxias se forman las zona centrales poseen una densidad elevadísima. Posiblemente por este motivo el material colapsa de la misma forma que colapsaría una estrella, lo que, a su vez, daría lugar al agujero negro, sólo que en vez de tener 30 masa solares, este agujero negro inicia su vida con una masa de decenas de miles soles o más.

Por tanto, ya de entrada partimos de una masa muy superior a la de un agujero negro estelar. El material que hay alrededor se ve atraído por la gravedad y comienza a caer hacia el agujero. Será necesario que pasen miles de millones de años para que se conviertan monstruos como este. Los agujeros negros supermasivos de miles de millones de masas solares se encuentran en los confines del universo, cuando se formaron las primeras galaxias.

La ciencia supone que en el origen del universo existían materia y antimateria en iguales proporciones. Sin embargo, el universo que observamos aparentemente está compuesto únicamente por partículas y no por antipartículas ¿podría haber agujeros negros de antimateria?

Antes me gustaría aclarar que la antimateria no es ciencia-ficción. Existe, de la misma forma que existe un electrón y, como se ha descubierto, su opuesto, el positrón, como se ha descubierto: una partícula que es esencialmente lo mismo que un electrón pero con una carga de signo positivo. Por muy rápidas que sean dichas partículas no son capaces de escapar a la gravedad de un agujero negro. Por lo tanto, lo que pensamos es que el agujero negro está compuesto por materia y antimateria.

Otra cosa distinta sería que al agujero negro estuviese formado exclusivamente de antimateria, cosa que veo muy complicada porque un agujero negro es "omnívoro" y no distingue entre tipos de materia.

¿Diría que existe alguna relación entre los agujeros negros y la materia oscura?

Es posible que los agujeros negros tengan en su interior materia oscura, aunque ignoramos los porcentajes. Como he dicho, un agujero negro es "omnívoro": devora lo que está a su alrededor, por atracción gravitatoria. La materia oscura está por todas partes. Antes pensábamos que sólo se situaba en halos alrededor de las galaxias; después se supo que también se hallaba en zonas centrales; y ahora se cree que la materia se encuentre en todas las partes de la galaxia, y, de alguna forma, nos envuelve. Hace 40 años eso era ciencia-ficción, hoy es una realidad.

Algunos teóricos postulan que si existe un agujero negro, deberían existir agujeros blancos, es decir, regiones del cosmos que dejan escapar materia y energía, en lugar de absorberla ¿cuál es su opinión al respecto?

Estas teorías se han definido en el marco de la teoría del multiverso, es decir, de los universos paralelos. Básicamente, lo que proponen es que si hay una región del universo que absorbe materia debería haber otra región en otro universo que la expulsa. Sin embargo, en nuestro universo no hemos visto ese tipo de realizaciones observables. Me pregunto por qué nuestro universo sólo tiene zonas donde la materia cae pero no zonas donde es escupida... ¿Tan especial es?

¿Es posible crear un miniagujero negro en el laboratorio?

Se han recreado las condiciones del universo inicial en el acelerador de partículas del CERN, en Ginebra. De hecho, cuando se logró mucha gente pensaba que se iba a acabar el mundo (risas). Tan sólo es preciso condensar masa o energía (en el fondo es lo mismo) en un tamaño cada vez menor. Si uno coge la fórmula física comprobará que este experimento encaja con el funcionamiento de los agujeros negros, puesto que todo lo que pase cerca de él y tenga el mismo tamaño (prácticamente atómico) será irremediablemente absorbido.

Ahora bien, aunque se han recreado esas condiciones, lógicamente no ha pasado absolutamente nada, porque el tiempo de vida que han tenido esos mini agujeros negros ha sido esencialmente 0. Incluso si consiguiésemos generar un miniagujero negro similar, de digamos de 10^-8 cm, y mantenemos la energía para que no “muera”, sucedería lo mismo, puesto que su efecto gravitatorio sería despreciable.

Algunas novelas, películas o series de televisión aventuran que se podrían realizar viajes interestelares a través de agujeros negros ¿sería un ser biológico capaz de sobrevivir a la entrada en una de estas regiones espaciales?

Se convertiría en un espagueti. Lo explico. Al principio no sucedería nada, pero conforme se fuera acercando y superase al horizonte de sucesos la fuerza gravitatoria sería tan potente que la nave ya no podría escapar aunque quisiera. En ese momento la fuerza de marea comenzaría a actuar alargándonos como espaguetis, igual que sucedía con la estrella.

Lo curioso es que, debido a la naturaleza del espacio-tiempo y de los agujeros negros, si alguien nos estuviera mirando, le parecería que todo pasa en un instante, mientras que para nosotros el suplicio sería casi infinito porque sufriríamos una dilatación temporal. Lo más parecido al infierno: verte devorado lenta, pero inexorablemente.

-Si tuviese delante al genio de la lámpara, ¿qué le preguntaría sobre los agujeros negros?

Probablemente, si existen los agujeros de gusano, y de ser así, si estos nos conectarían con otros puntos de nuestro universo o con otros universos.

Miguel Ángel Pérez Torres

Miguel Ángel Pérez Torres (Teruel, 1969) es investigador científico en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC, Granada, España) del CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas).

Ha participado en diferentes proyecto de investigación de supernovas; núcleos de galaxias activas; formación de estrellas y planetas; astropartículas y agujeros negros.

Sus principales intereses de investigación se relacionan con el estudio de las regiones centrales de galaxias infrarrojas luminosas y ultra-luminosas. Esas galaxias muestran velocidades de formación de estrellas que son 10 a 100 veces más grandes que las galaxias "normales", por ejemplo, la Vía Láctea, y juegan un papel crucial en la historia de formación de estrellas del Universo.

Para estudiarlos, su equipo y él utilizan observaciones de radio con resolución angular muy alta, utilizando una técnica llamada interferometría de radio, que permite tomar fotos de las regiones nucleares y circumnucleares de esas galaxias con un enorme detalle espacial.

De esta forma, recogen nuevas supernovas (este es un rastreador directo de la formación estelar reciente, ya que las supernovas solo viven unos pocos millones de años), así como distinguir los remanentes de supernovas que explotaron hace mucho tiempo, o incluso el Agujero Negro sentado en el centro de algunas de esas galaxias.