Una vez más, Annia Domènech, licenciada en biología y periodismo, nos deleita con una lectura sencilla y comprensible los fenómenos tan complejos y espectaculares que suceden en nuestro universo. En su último artículo en la revista científica caosyciencia, trata sobre el fenómeno acreación, fenómeno por el cual materia, normalmente gas, es atraída por un cuerpo debido a la fuerza de la gravedad y pasa a formar parte de él o a orbitar a su alrededor.
Annia Domènech
¿Recuerdan al teleñeco de color azul que no cesaba de tragar galletas? Su hambre, o gula, parecía no tener fin y cabe imaginar que gracias a su gesto, teniendo en cuenta el aporte calórico elevado de este tipo de alimentos, obtenía como resultado una gran cantidad de energía, eso sí, se la quedaba toda para él.
Piensen en algo extremadamente denso en el Universo, un cuerpo con mucha masa, que hiciera algo parecido a nuestro monstruo, es decir, fagocitar todo lo que se le pusiera a tiro (en palabras científicamente más adecuadas, todo lo que su elevada masa le permitiera atraer gravitatoriamente en su radio de influencia), pero con su acción generara energía, tanta que de hecho fuera el proceso de producción energética más eficiente conocido, ganando incluso a la fusión nuclear, que tiene lugar en el interior de las estrellas y se explica por la ecuación E=mc2 de Einstein.
Los objetos más luminosos del Universo le deben su brillo. Los agujeros negros su leyenda y, también, poder ser detectados. Y se habla de ella en los círculos de iniciados desde hace más de cincuenta años. Su nombre es acreción, y para que ocurra se necesitan dos jugadores: un objeto que “acreta” y otro que es “acretado” o, dicho de otro modo, el primero incorpora material del segundo. Su elevada producción energética radica en el proceso mismo: la materia, principalmente gas, no se desplaza en línea recta, sino que entra en un disco de acreción. Podemos imaginarlo, salvando muchas distancias, como el remolino que forma el agua al caer por el sumidero de un lavabo. En él, la energía gravitacional se transforma en térmica. Dicho de otro modo, el gas se calienta liberando energía a raudales, en su mayor parte en forma de rayos X.
Los satélites son los encargados de buscar indicios de este tipo de actividad, ya que los rayos X no pueden atravesar la atmósfera, lo que limita el uso de telescopios en tierra. Pero si el espacio está prácticamente vacío, como así es, no parece haber mucha ocasión para que dos cuerpos se encuentren y comiencen un intercambio de material. ¿Dónde se representa entonces la obra de teatro de la acreción? No en muchos sitios, pero sí en escenarios a escalas muy distintas y con personajes variados: estrellas individuales, estrellas binarias, enanas blancas, estrellas de neutrones, agujeros negros, núcleos activos de galaxias… Los científicos esperan hallarla allí donde se encuentre un objeto muy denso y una fuente de gas próxima. Buscan arrancarle sus secretos, pues parece que puede aclarar la física que tiene lugar en cuerpos astronómicos distintos, empezando por nuestro propio Sistema Solar.
El Sistema Solar procede de un disco de acreción, en el cual la masa se concentró y “precipitó” sobre sí misma formando el Sol y, del polvo resultante, los planetas. Se piensa que este origen es común a la mayoría de las estrellas. Hay otra cosa que es común a la mayoría de las estrellas, que no son individuales: un 80% viven en sistemas binarios, en los cuales danzan una en torno a la otra. Y en este marco relacional, vuelve a encontrarse el fenómeno de la acreción: se transfieren masa y, en ocasiones, acaban fusionándose.
El Sol, siendo una estrella individual, es un bicho raro entre sus congéneres, pero como es la nuestra tendemos a pensar que todas son como él. Si poseyera una estrella compañera es posible que las interacciones mutuas hubieran impedido la existencia de un planeta lo bastante cercano para albergar vida. Observando a través de un telescopio, se ven muchas “falsas binarias”: estrellas que desde la posición del observador parecen cercanas pero que en realidad se encuentran a grandes distancias una respecto a la otra.
Ocurren relaciones de acreción entre estrellas con distintas edades, también cuando “mueren”, lo que hacen de manera distinta según su masa. En el caso de las supernovas, las más masivas, explotan expulsando parte de su envoltorio y convirtiéndose en un agujero negro. Las menos masivas, en cambio, evolucionan calladamente hasta convertirse en una enana blanca. En ambos casos, estos nuevos-viejos objetos astronómicos pueden deglutir material de su compañera formando un disco de acreción.
Los agujeros negros suelen detectarse porque en sus cercanías existe un cuerpo que les suministra masa la cual, mientras está cayendo y antes de desaparecer para siempre, adquiere velocidades cercanas a la de la luz liberando mucha energía. De no ser por ello, permanecerían invisibles. Hay agujeros negros y agujeros negros, en principio no hay límite a cuán grande o pequeño pueden ser. En el marco de nuestra galaxia, la Vía Láctea (donde la acreción ocurre en enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros) se conocen una veintena de los formados a partir del colapso de una estrella: son los agujeros negros estelares, con un tamaño de unas cuantas masas solares, y se encuentran en las binarias de rayos X. En el resto del Universo existen muchos más, millones, en el centro de otras galaxias, algunos súpermasivos, de miles de millones de masas solares, en los núcleos activos de galaxias. El del centro de la Vía Láctea, llamado Sagitario A, no es, por suerte, activo.
Los discos de acreción pueden explicar realidades astronómicas que serían de otro modo incomprensibles, como los cuásares, objetos muy lejanos de apariencia casi estelar, de ahí su nombre, que se piensa están constituidos por un agujero negro, un disco de acreción y una galaxia, y cuyo enorme brillo debido a la gran energía que liberan, les permite llegar hasta nuestros instrumentos.
Aunque principalmente el fenómeno de la acreción se explique en rayos X, su estudio precisa de información en todas las longitudes de onda: desde el radio, pasando por el óptico, hasta los rayos gamma. Para ello se utilizan telescopios en órbita de rayos gamma y rayos X, el Telescopio Espacial Hubble, telescopios en tierra, radiotelescopios…. dedicados a comprender a estos particulares monstruos de las galletas, cada uno con sus características, pero eso sí, todos hambrientos.