EL astrofísicosastrofísicos Las partículas siguen compitiendo en ingenio para intentar descubrir nuevas evidencias de la existencia de partículas de materia negramateria negra. Todavía no podemos prescindir de él para explicar la existencia de galaxias en el cosmoscosmos observable. Sin estas partículas, parece que incluso después de 13,7 mil millones de años después de la Big BangBig Bangsu formación sería aún demasiado lenta para que estén presentes hoy.
Pero está claro que los teóricos de la materia oscura ciertamente pensaban que habríamos detectado estas partículas directamente en la Tierra durante una década, ya sea en colisiones en el LHC o en detectores enterrados como el Xenon 1T. Aún así, un equipo de investigadores de astropartículas acaba de publicar un artículo sobre arXiv, explicando que la materia oscura podría mostrar el final de su nariznariz en forma de algunas de las estrellas paradójicas que se encuentran en órbita cercana alrededor del agujero negro central del Vía LácteaVía Láctea, Sr. A*Sr. A*.
Encontramos estas estrellas formando elmas Sagitario A* menos de un tercio deaños luzaños luz de esta estrellaestrella compactas, de modo que se mueven a su alrededor bajo el efecto de su atracción a miles de kilómetros por segundo (la más famosa de estas “estrellas S” es S2)). Durante dos décadas su movimientosmovimientos fueron estudiados por equipos dirigidos por ganadores del Premio Nobel físicofísico Reinhard Genzel y Andrea Ghez. Estos movimientos actualmente sólo pueden explicarse si estamos en presencia de una agujero negro supermasivoagujero negro supermasivo que contiene poco más de 4 millones masasmasas solar.
Este zoom comienza con una vista general de la Vía Láctea. Luego nos sumergimos en la polvorienta región central para observar más de cerca. Allí, un enjambre de estrellas orbita un objeto invisible: un agujero negro supermasivo, que contiene aproximadamente 4,3 millones de veces más masa que el Sol. A medida que nos acercamos, vemos estas estrellas, observadas por el instrumento Naco en la Telescopio muy grande de ESO (la última observación data de 2019). Acercándonos más, vemos estrellas aún más cercanas al agujero negro, observadas por el instrumento Gravity en la Interferómetro de telescopio muy grande de ESO a mediados de 2021. © ESO, colaboración Gravity, L. Calçada, N. Risinger (skysurvey.org), DSS. Música: Johan Mone
¿Estrellas “inmortales”?
Sin embargo, hasta donde sabemos, estas estrellas no podrían haberse formado tan cerca de este agujero negro cuyo campo de gravedadgravedad es demasiado fuerte para eso, incluso si todavía no es lo suficientemente fuerte como para destruirlos en las distancias a las que se encuentran. fuerzas de mareafuerzas de marea.
Por supuesto, podríamos hacer que se formaran más lejos y luego acercarse al agujero negro, pero al ser masivos son necesariamente jóvenes y no habrían tenido tiempo de migrar para unirse a él desde las regiones donde podrían haberse originado.
Podemos salir de esto modificando la teoría de la estructura y evolución estelar que debemos desde hace casi un siglo a pioneros como Chandrasekhar y Martin Schwarzschild (no confundir con su padre, Karl, detrás del agujero negro del mismo nombre). Sorprendentemente nos topamos entonces con una nueva avataravatar del concepto de estrella “inmortal”. Por supuesto, nada es verdaderamente inmortal en el mundo de las estrellas excepto sus duraciónduración vida sería potencialmente muy larga, incluso para estrellas que normalmente tienen masas elevadas explotarían en supernovassupernovas después de unos pocos millones de años como máximo.
El concepto clásico de estrellas inmortales es sencillo de entender. Serían estrellas de varios cientos de masas solares sumergidas en el disco de acrecióndisco de acreción de un agujero negro supermasivo detrás de un núcleo de galaxia activonúcleo de galaxia activo. En la Secuencia principalSecuencia principalestas estrellas serían completamente convectivas, de modo que sihidrógenohidrógeno del disco acretado en cantidad suficiente en estas estrellas, sus núcleos podrían recibir suficiente combustible fresco para reacciones termonucleares, compensando la destrucción del hidrógeno inicial quemándolo para producirheliohelio. Mientras exista este aporte, la estrella no envejece y perdura.
Esta simulación muestra las órbitas de un pequeño grupo de estrellas ubicadas cerca del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Durante 2018, una de estas estrellas, denominada S2, pasó muy cerca del agujero negro y fue objeto de una intensa campaña de observación utilizando telescopios de ESO. Su comportamiento era coherente con las predicciones de la teoría de la relatividad general de Einstein, aunque incompatible con la teoría de la gravitación de Newton. © ESO, L. Calçada, spaceengine.org
¿Estrellas negras?
Sin embargo, resulta que según ciertos modelos de materia oscura, debería tener un pico de concentración y densidad precisamente en el corazón de las grandes galaxias, alrededor de sus agujeros negros supermasivosagujeros negros supermasivos. Por tanto, la materia oscura podría acumularse en el corazón de las estrellas que orbitan alrededor de estas estrellas compactas. Lo fascinante es que, según ciertos modelos de materia oscura, como los basados en la teoría de la supersimetría, pueden existir partículas de materia yantimateriaantimateria negros que pueden ser aniquilados produciendo fotonesfotones gama en particular.
Esta última idea se ha explorado durante años con el concepto de estrellas oscuras que brillan al quemar materia oscura. Ahora, gracias al trabajo de investigadores como Isabelle John, Rebecca K. Leane y Tim Linden, estas estrellas oscuras también se convierten en estrellas inmortales cuando se encuentran en el corazón de las galaxias. La diferencia básica es que aquí el suministro de combustible se realiza con materia oscura que se acumula en estrellas oscuras.
Para aprender más sobre el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea, Sgr A*, los científicos se acercaron al centro de nuestra galaxia utilizando el Telescopio muy grande de ESO en modo interferómetro para observar el movimiento de las estrellas alrededor de Sgr A*. Este vídeo resume lo que descubrieron. Para obtener una traducción al francés bastante precisa, haga clic en el rectángulo blanco en la parte inferior derecha. Entonces deberían aparecer los subtítulos en inglés. Luego haz clic en la tuerca a la derecha del rectángulo, luego en “Subtítulos” y finalmente en “Traducir automáticamente”. Elija “francés”. ©ESO
De hecho, los tres investigadores han demostrado mediante simulaciones digitalessimulaciones digitales que algunas de estas estrellas negras podrían brillar principalmente por la aniquilación de la materia oscura y no, o sólo ligeramente, debido a reacciones termonucleares. Por otro lado, ya no estarían en la secuencia principal, al menos para los más masivos. Sobre todo, estas estrellas eternas tendrían precisamente las propiedades para explicar la existencia de estrellas de el cúmulo Sagitario A*.
Podemos sospechar otra consecuencia de la teoría de las estrellas negras inmortales. Las simulaciones muestran que para los más ligeros, elenergíaenergía liberado los hace expandirse hasta el punto de parecerse quizás a los famosos objetos G detectados alrededor de Sgr A*.
