Choque de agujeros negros
Se detecta, por primera vez, la colisión de una de estas regiones y una estrella de neutrones, las dos gravedades más intensas del mundo de la astrofísica
Ahí fuera, en el universo, hay objetos que apenas emiten luz, pero cuya gravedad brilla intensamente. Son cuerpos pequeños y muy pesados, y su materia tiene que estar girando, a poder ser, de la manera más rápida posible. Si todo eso se cumple entonces podemos ver su gravedad. No con nuestros ojos, desde luego: con máquinas específicamente diseñadas para ello. Esas máquinas son nuestros «ojos gravitatorios», y nos permiten asomarnos a este otro universo, habitado por pequeños mundos que viven y mueren rodeados de silencio y, a menudo, de oscuridad.
La lista de objetos pequeños y muy pesados no es larga: en ellos la materia tiene que estar muy concentrada, mucho más que en la Tierra o en las estrellas normales. Digamos, para hacernos una idea, que se necesitaría toda la materia del Sol compactada en una esfera de unos pocos kilómetros. Aunque parezca una locura, esos mundos existen: en ellos las partículas están tan cerca como en un núcleo atómico. Se llaman estrellas de neutrones, y conocemos decenas de ellas. Pero no tenemos por qué pararnos ahí: podemos intentar hacer un objeto más pequeño todavía, con la misma materia pero concentrada en un volumen menor. Si hacemos eso, las leyes de la física nos dicen basta: conseguiríamos una esfera tan densa que la gravedad devora a la materia y se forma un agujero negro.
Los cuerpos cuya gravedad podemos «ver» son, pues, de esos dos tipos: estrella de neutrones y agujero negro. Ayer, por primera vez, se identificaron dos colisiones en las que una estrella de neutrones chocaba con un agujero negro. En ambos casos las colisiones fueron totalmente oscuras: chocaron y el agujero negro se tragó a la estrella de neutrones sin ninguna ceremonia. Si hemos podido saber de ellas es gracias a nuestros «ojos gravitatorios», los observatorios de ondas gravitacionales LIGO y Virgo. Ellos sí vieron lo que otros no pudieron ver: el estallido gravitatorio que se produce cuando los colosos chocan.
Fogonazos de gravedad
¿En qué consisten exactamente esos estallidos que nos permiten «ver» la gravedad? Para entenderlo hemos de pensar en la gravedad a la manera de Einstein: los objetos deforman el espaciotiempo a su alrededor, haciendo que los átomos se acerquen o se alejen los unos de los otros. La deformación normalmente es pequeña, casi inapreciable, pero si la gravedad es muy intensa puede llegar a romper un cuerpo pequeño, porque separa tanto sus átomos que al final dejan de estar unidos.
Imaginemos ahora uno de estos cuerpos que deforman el espacio-tiempo dando vueltas en torno a otro. A medida que se mueve el espacio se comporta como un acordeón: se deforma cuando el objeto pasa y luego vuelve a la normalidad. Si el objeto se estuviera moviendo en línea recta simplemente «llevaría consigo» esa deformación, pero como está girando la deformación trata de seguirlo y se encuentra con que el objeto le ha hecho un quiebro: se ha ido en otra dirección. El resultado es que un cuerpo que gira expulsa hacia fuera estas «ondas de deformación del espacio», como ocurre si metemos un dedo en el agua y empezamos a moverlo en círculos.
Una vez abandonan su objeto de origen, las ondas gravitacionales pueden viajar distancias muy grandes, y por donde pasan acercan o alejan un poco los átomos, igual que hacían originalmente. Éste es el efecto que nuestros «ojos gravitatorios» pueden localizar, y es lo que buscan los observatorios de ondas gravitacionales. De esta forma podemos «ver» en la Tierra el trazo dejado por un objeto lejano que giraba en torno a otro. Ese trazo es nuestro fogonazo gravitatorio.
Pequeños trozos del cosmos
En esta ocasión lo que se ha visto es dos casos de estrellas de neutrones que giraban en torno a agujeros negros. Y como la emisión de ondas gravitatorias es más fuerte cuanto más rápido se mueva el objeto, lo que hemos visto es las estrellas muy cerca del agujero negro, girando frenéticamente para resistir su gravedad, y finalmente siendo devoradas por él. Todo este drama ha durado apenas unos segundos. En sus últimos instantes las estrellas de neutrones han enviado al exterior una onda especialmente intensa –nuestro estallido gravitatorio– y después han quedado en silencio.
Pongamos en perspectiva lo que acabamos de contar: hemos presenciado el baile de dos parejas de objetos de apenas unos kilómetros situados a millones de años luz de nosotros. Tal es la potencia de esta técnica. Por sí misma, ésta es sólo la historia de cuatro objetos, los primeros que hemos visto, pero con el tiempo esperamos acumular muchas otras historias. Eso nos permitirá saber cómo son estas parejas de estrella de neutrones y agujero negro, dónde viven, cómo mueren. Desde ayer tenemos línea directa con estos pequeños pedazos del cosmos.