Las estrellas de Hawking: agujeros negros primordiales devorando astros desde dentro

En los primeros instantes después del Big Bang, el universo fue un lugar radicalmente distinto al que conocemos hoy. Los cosmólogos llevan décadas intentando reconstruir qué ocurrió en esos momentos iniciales, qué objetos poblaron ese cosmos primitivo, y cómo podríamos reconocer sus huellas si las encontráramos. Una de las piezas más esquivas de ese rompecabezas es la existencia de los agujeros negros primordiales: objetos teóricos que se habrían formado no por el colapso de estrellas masivas, sino por el colapso de la materia oscura en las densidades extremas del universo temprano. Hasta ahora, nadie los ha visto.

Stephen Hawking, el cosmólogo británico, imaginó hace años un escenario que podría revelar la presencia de estos objetos ocultos. Su idea era simple pero audaz: ¿qué pasaría si uno de estos agujeros negros primordiales quedara atrapado dentro de una estrella? El resultado sería lo que ahora se conoce como una "estrella Hawking", una estrella contaminada desde su interior por un agujero negro que la devora lentamente. Un equipo internacional liderado por Ore Gottlieb, del Departamento de Física del Instituto Tecnológico de Massachusetts, acaba de publicar un análisis detallado sobre cómo se formarían estas entidades y qué señales podrían producir si existieran.

El mecanismo de captura es más sutil de lo que podría parecer. Si un agujero negro primordial de baja masa cruzara una estrella en línea recta, probablemente pasaría sin dejar huella. Pero si esa estrella formara parte de un sistema binario —acompañada por un planeta u otra estrella— el campo gravitatorio del sistema podría atrapar al agujero negro, obligándolo a realizar viajes repetidos a través de la estrella. Con cada paso, el agujero negro perdería energía cinética por fricción con el gas estelar, como un objeto que se hunde lentamente en agua. Su órbita se cerraría cada vez más hasta que finalmente cayera hacia el núcleo de la estrella, quedando atrapado para siempre.

Lo que ocurriría después depende de la violencia del proceso. En el escenario más lento, el agujero negro consumiría gradualmente el material de la estrella desde adentro, devorándola por completo durante un período prolongado. El resultado final sería un agujero negro de masa subsolar, es decir, más ligero que nuestro Sol. Esto sería extraordinario porque según las leyes de la física conocidas, los agujeros negros formados convencionalmente por colapso estelar deben ser más masivos que el Sol. Encontrar un agujero negro subsolar sería evidencia directa de que existen procesos de formación "no convencionales" en el universo, lo que confirmaría la existencia de agujeros negros primordiales y, por extensión, revelaría algo fundamental sobre la naturaleza de la materia oscura.

Pero existe un segundo escenario, mucho más dramático. Dentro de la estrella, el agujero negro podría desarrollar su propio disco de acreción, un anillo de material giratorio alrededor de él. La rotación de este disco, combinada con la emisión de chorros relativistas de energía extrema, podría destrozar la estrella violentamente incluso antes de consumirla por completo. Esta destrucción rápida y catastrófica produciría señales observables: un destello ultravioleta o azul que duraría aproximadamente un día, seguido de emisión de radio. Pero también podría generar ráfagas breves de rayos X o incluso débiles ráfagas de rayos gamma, las señales más extremas que conocemos en el universo. Estos eventos serían exactamente lo que los astrónomos observacionales buscan con sus telescopios espaciales.

Por el momento, las estrellas Hawking permanecen en el reino de la teoría. Nadie ha identificado una aún. Pero el trabajo de Gottlieb y sus colaboradores abre una puerta nueva en la búsqueda de agujeros negros primordiales. Si algún día los astrónomos detectaran una estrella siendo devorada desde su interior, o si encontraran un agujero negro de masa subsolar flotando en el espacio, tendríamos algo que ha eludido a la cosmología durante décadas: evidencia tangible de procesos que ocurrieron en los primeros instantes del universo, y una pista crucial sobre qué es realmente la materia oscura.