Algunas estrellas están explotando por razones que apenas entendemos.
Una nueva investigación sugiere que un intruso invisible está apretando el gatillo.
Un equipo internacional ha descubierto que los agujeros negros primordiales (PBH) podrían encender estrellas enanas blancas. Este mecanismo convierte las supernovas estándar de Tipo Ia en algo completamente distinto. O tal vez algo familiar, simplemente provocado por lo inesperado.
Los hallazgos, publicados en The Astrophysical Journal, ofrecen una solución a un misterio químico persistente. La composición de la Vía Láctea no se corresponde con los modelos estándar. A menos que estos fantasmales agujeros negros estén involucrados.
¿Qué son los agujeros negros primordiales?
No son del tipo que se encuentran al final de una galaxia.
Los PBH son restos hipotéticos del universo temprano. Se formaron a partir de fluctuaciones de materia durante la inflación cósmica, poco después del Big Bang.
Los científicos los consideran candidatos a la materia oscura. Lo invisible que constituye el 90% de la masa del cosmos. No podemos verlos. Pero sabemos que podrían estar allí.
Y es posible que en este momento estén atravesando estrellas.
Cuando un PBH viaja por el espacio, puede atravesar una estrella. La gravedad crea intensas fuerzas de marea. En el caso de una enana blanca (el cadáver denso del tamaño de la Tierra de una estrella de baja masa), estas fuerzas podrían ser catastróficas.
La presión aumenta. La fusión nuclear se enciende incontrolablemente. Auge. Una supernova de tipo Ia.
Comprobando las huellas químicas
Shing-Chi Leung dirigió esta investigación. Es profesor asistente en el Instituto Politécnico SUNY y científico asociado visitante en el Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo. Trabajó con Ken’ichi Nomoto, Alexander Kusenko y Tomoharu Suzuki.
No se limitaron a teorizar. Compararon modelos con la realidad.
¿Qué supernovas se ajustan a este perfil?
El equipo examinó restos como Tycho, Kepler y 3G 397. Estudiaron explosiones cercanas, incluida SN 2011fe SN 2012cg, y eventos más antiguos.
Los resultados fueron sorprendentes. Las explosiones provocadas por PBH se parecían mucho a las supernovas estándar de Tipo Ia en términos de luz y movimiento. Ese es un problema para los observadores. ¿Cómo los diferenciamos?
Mirando las sobras.
Los investigadores analizaron la abundancia de sustancias químicas en estos remanentes y en toda la galaxia. Se centraron en isótopos radiactivos como Ni-56 y Ni-56, además de elementos estables como Mn y Ni.
“Nuestro trabajo sugiere que algunas supernovas que aparecen en el cielo podrían ser el resultado de PBH… dejan muchas pistas interesantes en la naturaleza”.
— Shing-Chi Leung
Estos isótopos actúan como trazadores. Revelan la masa y metalicidad de la enana blanca que explotó. La metalicidad aquí significa la cantidad de elementos más pesados presentes cuando se formó la estrella. Es un reloj. Una forma de rastrear la historia cósmica.
El ingrediente que falta en la galaxia
Aquí es donde se vuelve específico.
Los patrones de enriquecimiento químico de la Vía Láctea no tenían sentido sólo con los modelos estándar. Las estrellas mostraron tendencias de abundancia que no podían explicarse por las tasas de supernova convencionales.
Pero cuando los investigadores modelaron una fracción distinta de cero de supernovas de Tipo Ia activadas por PBH, las matemáticas hicieron clic.
La química de la galaxia finalmente se alineó.
Una parte de estas explosiones estelares deben ser causadas por estos objetos invisibles. Incluso si no podemos ver los agujeros negros, su impacto está escrito en las estrellas.
Por qué esto es importante
No se trata sólo de corregir un desequilibrio químico. Se trata de ampliar nuestra visión del universo.
Si los PBH existen (y esta investigación refuerza ese argumento), no son sólo materia oscura. Son participantes activos en la evolución cósmica. Dan forma a la composición química de las galaxias. Influyen en qué estrellas sobreviven y cuáles explotan.
El equipo planea profundizar más. A continuación, quieren comprender cómo los eventos desencadenados por PBH afectan a la población general de supernovas. ¿Cuáles son las tarifas combinadas? ¿Con qué frecuencia sucede esto en comparación con los modelos estándar?
Todavía no tenemos una detección directa. Inferimos su presencia por las cicatrices que dejan en las estrellas moribundas.
Pero las cicatrices son reales. Las huellas químicas no mienten.
En algún lugar, un agujero negro flota en la oscuridad. Pasando por una enana blanca. Esperando que estalle una chispa que ilumine la galaxia.
Recién estamos aprendiendo a leer el humo.
