Las ciencias computacionales nos ayudan a entender virtualmente qué ocurre en situaciones inaccesibles en la vida real. Por ejemplo, acercarse a un agujero negro no es muy viable. ¿Cómo podríamos saber entonces qué le pasa a una estrella cuando se topa con él? Para dar respuesta a esta pregunta, recientemente un equipo de científicos de la NASA diseñó una simulación por ordenador en la que varios tipos de estrellas se encontraban con un gran agujero negro.

Los resultados de la simulación se muestran en un estudio, publicado en Astrophysical Journal Letters, y suponen el primer experimento en el que se combina la teoría de la relatividad de Einstein con movimientos realistas de estrellas.

Gracias a él, han entendido cuál es la cualidad que hace que una estrella sea deformada y destrozada por un agujero negro. O que, por el contrario, permanezca más o menos entera. Así, sabiendo cuáles son las estrellas más susceptibles, se puede saber cómo de frecuente es en el universo el fenómeno que las destruye. Pero veamos qué más han contado sobre este modelo computacional en el que se entremezclan estrellas y agujeros negros.

El tortuoso encuentro entre un agujero negro y las estrellas

Se sabe que cuando una estrella se acerca demasiado al horizonte de sucesos de un agujero negro puede ocurrir algo conocido como disrupción de marea. Ahora bien, ¿qué es el horizonte de sucesos? E igualmente importante, ¿en qué consiste la disrupción de marea?

Para empezar, en líneas generales, se define como horizonte de sucesos a una frontera en el espacio-tiempo por la que los eventos que ocurren a un lado no pueden afectar a un observador situado al otro. Un horizonte de sucesos puede aparecer por muchas circunstancias distintas. Centrándonos en los agujeros negros, dicho horizonte sería una superficie imaginaria que envuelve y separa al agujero negro del resto del universo.

Cuando la estrella se destruye se liberan chorros de gas y materia

En ese punto, la velocidad de escape necesaria para alejarse del agujero negro debe ser mayor que la de la luz. Por eso nada puede escapar, porque nada tiene una velocidad superior a la de la luz. Si las estrellas se acercan demasiado a este punto, la fuerza de atracción gravitatoria del agujero negro provoca mareas que deforman su estructura. Esa es la disrupción de marea. Y el resultado es que quedan destruidas, liberando chorros de gas y materia de su interior.

Es importante incidir en que hablamos de acercarse, no de rebasarlo. Pero, de cualquier modo, este proceso destructivo no ocurre siempre. Se sabe que hay algunas estrellas que son capaces de mantenerse después de este acercamiento. ¿A qué se debe esto? Aquí entra en juego la simulación de la NASA.

Una simulación para entender mejor el universo

En esta simulación los científicos de la NASA introdujeron un gran agujero negro virtual, con una masa equivalente a un millón de de veces la del Sol. Después, se emuló lo que ocurriría si se encontrara con ocho tipos distintos de estrellas, representadas con diferentes valores de masa y densidad interna.

Inicialmente se pensaba que, a más masa, más capacidad de supervivencia frente al agujero negro. Sin embargo, con la simulación comprobaron que esto no es así. De hecho, las estrellas con una masa similar a la del Sol, de 0,15, 0,3 y 0,7 veces la masa del astro rey, sobrevivieron, mientras que las que tenían masas de 0,4, 0,5, 3 y 10 veces la masa del Sol sí que se deformaron.

Se probaron diferentes valores de masa y densidad interna en un total de ocho estrellas

Por lo tanto, no había un patrón de masas. Sí que lo hubo de densidad interna, pues fueron las que tenían cifras más elevadas de este parámetro las que sortearon los efectos de la disrupción de marea. 

Así, gracias a esta simulación, la ciencia dispone de nuevos e interesantes datos sobre algo tan inaccesible y misterioso como los agujeros negros. Y es que, si no puedes llegar hasta allí, deja que un ordenador lo haga por ti.