LOS GAMMA REVELADORES

La criatura más peculiar del zoo de los astrónomos es el «agujero negro», y los astrónomos están trabajando para determinar si realmente existe. En los últimos tiempos han aparecido indicios que parecen indicar que sí.

Es posible que una estrella se contraiga de manera que sus núcleos atómicos se pongan en contacto, de modo que se convierte en una «estrella de neutrones». Cuando esto ocurre, una estrella del tamaño del Sol se contrae transformándose en una pequeña esfera de sólo trece kilómetros de diámetro y que contiene todavía toda su masa. Entonces su campo gravitatorio se vuelve monstruosamente intenso: una cucharada de café de su materia pesa un millón de toneladas. La propia luz a duras penas puede escapar de él.

Las estrellas de neutrones no fueron descubiertas hasta 1969, y los astrónomos están seguros de que existen. Las pequeñas estrellas giran con gran rapidez, en períodos que van desde una vuelta hasta casi mil vueltas por segundo, y podemos detectar las ondas de radio enviadas por cada una de ellas.

Hay unas pocas estrellas de neutrones que podemos ver realmente al enviar ondas luminosas y encenderse y apagarse rápidamente.

Sin embargo, si una estrella de neutrones es demasiado grande, su gravedad hace que los propios núcleos atómicos colapsen. Entonces la estrella se reduce virtualmente a nada, y la intensidad de su interacción gravitatoria crece sin límite. Pueden caer cosas dentro de una estrella de esta clase, pero nada puede vencer su gravedad y volver a salir; es por tanto como un agujero infinitamente profundo en el espacio. Ni siquiera puede salir luz de él; por esto es un «agujero negro».

Pero ¿existen realmente los agujeros negros? Los centros de muchas galaxias emiten radiación energética en grandes cantidades, y la explicación más fácil es suponer que hay allí enormes agujeros negros. Incluso nuestra galaxia parece tener un gran agujero negro en su centro. Sin embargo, la prueba es indirecta y no del todo convincente.

El objeto más próximo a nosotros, candidato a ser un agujero negro, es algo llamado Cisne X-1, que es una fuente de rayos X. Cerca del emplazamiento de Cisne X-1 es visible una estrella gigante con una masa aproximadamente treinta veces mayor que la de nuestro Sol. Parece moverse en el espacio como si ella y Cisne X-1 girasen una alrededor de la otra. Por la naturaleza del movimiento de la estrella se diría que Cisne X-1 tiene de cinco a ocho veces la masa del Sol. Sin embargo, nada puede verse en el lugar donde se halla. Lo único que podemos detectar son los rayos X.

Se podría suponer que Cisne X-1 es una estrella de neutrones, demasiado pequeña para ser vista, y con sus pulsaciones radio no orientadas en nuestra dirección. Pero esto no puede ser porque una estrella de neutrones no puede tener una masa mayor de tres veces y un tercio la de nuestro Sol. Si fuese mayor, su fuerza gravitatoria sería lo bastante grande como para hacer que colapsase dando lugar a un agujero negro. Por tanto Cisne X-1 tiene que ser un agujero negro.

Esto parece bastante concluyente, pero depende de lo lejos que puedan estar de nosotros aquel par de cuerpos giratorios.

Si estuviesen más cerca de lo que pensamos, la estrella gigante y la fuente de los rayos X se hallarían más cerca la una de la otra de lo que nos imaginamos. Entonces su movimiento podría ser provocado por masas más pequeñas.

Creemos que Cisne X-1 se halla a una distancia de 10 000 años luz de nosotros, pero ¿y si sólo estuviese a 3000? En este caso, la estrella gigante tendría únicamente diez veces la masa de nuestro Sol, y Cisne X-1 podría tener sólo dos veces la masa de aquél. Podría ser una estrella de neutrones y no un agujero negro.

Los rayos X que emergen de Cisne X-1 serían de esperar si este fuese un agujero negro. La materia de su estrella compañera sería absorbida por el agujero negro, y al caer en espiral dentro de éste emitiría rayos X. Si el objeto fuese una estrella de neutrones, emitiría también rayos X. Pero una estrella de neutrones no emitiría rayos gamma.

Un satélite llamado «High Energy Astrophisics Observatory 3», que ha estado detectando rayos X procedentes de Cisne X-1, también ha detectado rayos gamma. Los rayos gamma se parecen a los rayos X pero están formados por pequeñas ondas todavía más cortas que las de éstos. Por consiguiente, los rayos gamma son los más energéticos de los dos. Los rayos gamma observados son hasta mil veces más energéticos que los rayos X que emergen de Cisne X-1.

Las estrellas de neutrones tienen campos gravitatorios lo bastante fuertes como para hacer que la materia gire en compactas órbitas que automáticamente emiten rayos X, pero los campos no pueden obligar a la materia a girar de forma tan compacta que emita rayos gamma. En cambio los agujeros negros, que tienen intensidades gravitatorias todavía más grandes, si que pueden emitirlos.

A principios de 1988, unos astrónomos del Jet Propulsion Laboratory, de Pasadena, California, informaron acerca de una nueva manera de considerar la materia. Los rayos gamma parecen venir de una pequeña región de sólo unos quinientos kilómetros de diámetro, donde debería haber gas a una temperatura de varios miles de millones de grados C. A semejante temperatura, el gas produce pares electrón-positrón que se destruyen recíprocamente y dan lugar a rayos gamma.

Las estrellas de neutrones no tienen la energía necesaria para esto, pero sí que la tienen los agujeros negros. Esta nueva información confirma, por tanto, que Cisne X-1 es un agujero negro.