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Espacio

El Planeta 9 del sistema solar podría ser un agujero negro primordial

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Pruebas recientes sugieren que este misterioso y no confirmado objeto transneptuniano podría ser en realidad un agujero negro formado del universo primitivo. De ser cierta, esta hipótesis explicaría por qué las técnicas utilizadas hasta ahora han sido incapaces de detectar el Planeta 9

  • por Emerging Technology From The Arxiv | traducido por Ana Milutinovic
  • 03 Octubre, 2019

Los astrónomos están buscando algo grande, con una masa entre cinco y 15 veces la de la Tierra y que orbita alrededor del Sol más allá de Neptuno. Se trata del Planeta 9, el último cuerpo no confirmado en la órbita del sistema solar. Y la confirmación de su descubrimiento se espera en un futuro no muy lejano.

El número cada vez mayor de pruebas que confirmarían la existencia del Planeta 9 está generando mucho entusiasmo entre los astrónomos. Los científicos han detectado que otros objetos transneptunianos (asteroides, cometas y similares) parecen agruparse en patrones que no se pueden explicar a menos que estén bajo la influencia de un gran planeta.

Esta observación sugiere la masa del planeta, pero también que debe estar muy lejos, quizás a 250 veces la distancia de la Tierra al Sol, y por eso resulta tan difícil de detectar.

Pero ahora los astrónomos aseguran que puede haber otra razón por la que nadie ha visto el Planeta 9 hasta ahora. Y esta razón es que lo que hay ahí no es un planeta. Los científicos han empezado a plantearse que nuestro sistema solar podría estar orbitado por un agujero negro primordial, un bulto de materia muy densa del tamaño de una pelota de tenis. Y si tienen razón, entonces habría que emplear técnicas totalmente diferentes para detectarlo.

Primero algunos antecedentes. Los cosmólogos estimaron hace mucho tiempo que el universo primitivo estaba lleno de fluctuaciones cuánticas que provocaban altas concentraciones de materia en algunas regiones y muy baja o nula en otras. Algunas de estas regiones habrían sido enormes, lo que habría favorecido la formación de galaxias enteras. Pero la mayoría habrían sido pequeñas y con una masa suficiente masa para atrapar la luz, en otras palabras, para formar agujeros negros.

Estos llamados agujeros negros primordiales serían completamente diferentes de los que se forman por el colapso de grandes estrellas o de los enormes y enfurecidos que hay en el centro de las galaxias (uno de los cuales ha sido recientemente fotografiado por primera vez). En cambio, los agujeros negros primordiales serían pequeños y numerosos pero difíciles de detectar. De hecho, casi no hay pruebas de que realmente existan.

Un agujero negro primordial en masa de cinco Tierras (tamaño real 5 cm)

Foto: Un agujero negro primordial con una masa cinco veces más que la de Tierra (tamaño real cinco centímetros).

Pero a principios de este año, un equipo de astrónomos presentó una serie de observaciones desconcertantes que abrían la posibilidad de que los agujeros negros primordiales al final pudieran ser comunes.

Estas observaciones provienen de un experimento llamado Experimento de Lente Óptica Gravitacional (u OGLE, por sus siglas en inglés), que busca cambios en el brillo de las estrellas y de las galaxias lejanas provocados por lentes gravitacionales. Se trata de un fenómeno relativamente raro en el que una gran masa enfoca la luz de un objeto detrás de él, como si fuera una lente. Si estos objetos se alinean de forma que la Tierra se encuentre en el punto focal, los astrónomos pueden obtener una vista ampliada del objeto más distante.

La mayoría de las lentes gravitacionales son enormes, como por ejemplo galaxias enteras que enfocan la luz de las galaxias aún más lejanas que hay detrás de ellas. Pero OGLE ha visto una serie de lentes que parecen mucho más pequeñas y cercanas, ubicadas en nuestra propia galaxia. Estos objetos son muy compactos y tiene aproximadamente cinco veces la masa de la Tierra.

De momento, nadie sabe qué son, pero cabe la posibilidad de que se trate de agujeros negros primordiales. Si es así, entonces nuestro universo debe estar lleno de ellos.

Esta posibilidad ha llamado la atención del investigador de la Universidad de Durham (Reino Unido) Jakub Scholtz y del científico de la Universidad de Illinois en Chicago (EE. UU.) James Unwin. Su último trabajo sostiene: "Si las observaciones de OGLE se deben a una población de agujeros negros primordiales, entonces es posible que las anomalías orbitales de los objetos transneptunianos también se deban a uno de estos agujeros negros primordiales que fue capturado por el Sistema Solar". Si eso es cierto, nuestro planeta estaría mucho más cerca de un agujero negro primordial de lo que nos imaginábamos.

Scholtz y Unwin aseguran que hay tres opciones para que el Planeta 9 alcanzara su posición actual. La primera es que su formación tuvo lugar directamente en ese lugar. No obstante, esto es poco probable el tiempo que ha pasado desde que se formó el sistema solar no es suficiente como para albergar la acumulación necesaria de materia a esa distancia.

La segunda posibilidad es que se formó más cerca del Sol y luego fue catapultado de alguna manera hasta su ubicación actual. Pero esto también es poco probable, ya que para ello habría hecho falta un evento catastrófico, como el paso de una estrella cercana. Y no hay pruebas de que eso haya sucedido nunca en el sistema solar.

La última posibilidad es que el Planeta 9 fuera un planeta flotante capturado por el campo gravitacional del Sol. Poco se sabe sobre los planetas que flotan libremente ni cuántos de ellos habría en la galaxia.

Scholtz y Unwin señalan que, si este tipo de captura es posible, también sería posible capturar un agujero negro primordial. Su investigación detalla: "Argumentamos que, aunque la  probabilidad de capturar un agujero negro primordial con una masa como la Tierra es baja, no es más improbable que capturar un planeta flotante libre de masa similar". Así que los investigadores calcularon la probabilidad de que ocurriera captura en función del número de agujeros negros primordiales cercanos que sugieren las observaciones de OGLE.

Una consecuencia de esta teoría es que sería imposible detectar el Planeta 9 con telescopios de luz visible e infrarrojos. Eso significa que las búsquedas actuales para encontrar este planeta están condenadas al fracaso.

Un agujero negro primordial dejaría una firma muy diferente, según Scholtz y Unwin. Los investigadores plantean que estaría rodeado por un halo de materia oscura y que la aniquilación de las partículas de la materia oscura generaría rayos gamma.

Esta señal incluso podría ser lo suficientemente fuerte como para ser observada por el telescopio espacial de rayos gamma Fermi. Así que Scholtz y Unwin planean buscar esta señal en los datos de Fermi en algún momento. Se trata de un trabajo fascinante que ofrece una visión completamente nueva sobre el Planeta 9 y sobre cómo los astrónomos deberían buscarlo. También aumenta la posibilidad de que uno de nuestros vecinos sea más exótico de lo que nadie se imaginaba. ¿Un agujero negro primordial en nuestro propio sistema solar? ¡Imagínese!

Ref: arxiv.org/abs/1909.11090What if Planet 9 is a Primordial Black Hole?

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