Enciende una antorcha en el cielo nocturno. La luz viaja a lo largo de una línea recta y finalmente se desvanece, dispersada por partículas de polvo en el aire. Viajar a 300,000 kilómetros por segundo de luz no se ve obstaculizado por el campo gravitacional de la Tierra que requiere que un objeto viaje al menos 11 kilómetros por segundo para escapar de su influencia. ¿Qué masa necesitaría la Tierra para evitar que la luz de la antorcha se escape? Según las leyes gravitacionales de Newton, la Tierra necesitaría una masa equivalente a 2100 veces la de nuestro Sol. ¡Una Tierra tan masiva no sería un lugar muy hospitalario para vivir! El intenso campo gravitacional aplastaría las estructuras preexistentes. Sin embargo, si utilizáramos la masa existente de la Tierra y pudiéramos apretar la Tierra en una esfera un poco más pequeña que una pelota de golf, nuevamente, la luz no escaparía de su superficie.
Los teóricos de finales de la década de 1930 en adelante predijeron que los objetos estelares de pequeño tamaño podrían existir como productos finales de la evolución estelar. Una “estrella” con un radio de 5 kilómetros necesitaría pesar aproximadamente 1,7 veces la masa del Sol para evitar que la luz se escape de su superficie. ¿Existían tales estrellas “oscuras”?
La respuesta parcial a esta pregunta fue el descubrimiento en 1967 de pulsos de radio que provenían de estrellas de neutrones giratorias o púlsares. Los pulsares son estrellas extremadamente pequeñas y masivas hechas de neutrones apretados. Se forman durante una explosión de supernova que ocurre en estrellas de alta masa. Desde su descubrimiento, se han descubierto más de mil púlsares en la Galaxia. Un astrónomo de Nueva Zelanda, Richard Manchester, que trabaja en la Instalación Nacional del Telescopio Australiano, es uno de los principales investigadores mundiales de púlsares. Mientras que las estrellas de neutrones o los púlsares son extremadamente masivos y pequeños, su mayor velocidad de escape sigue siendo solo alrededor del 80% de la velocidad de la luz. Así que están cerca de ser estrellas oscuras, ¡pero no del todo!
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¡La gente ha estado pensando en “estrellas oscuras” durante más de dos siglos! En 1783, el reverendo John Michell entregó un documento a la Royal Society en Londres anunciando que las estrellas invisibles podrían existir si fueran lo suficientemente masivas. El francés Pierre Laplace discutió un fenómeno similar varios años después. A principios de este siglo, el astrónomo alemán Karl Schwarzschild logró encontrar soluciones a algunos problemas pendientes en la teoría de la relatividad general de Einstein, que describe la gravedad. Algunas soluciones de las ecuaciones de Einstein se vuelven infinitas (llamadas singularidades) en radio cero. Schwarzschild calculó que podría existir una singularidad en un radio pequeño para un objeto muy denso. Para el Sol este radio sería de 3 kilómetros. Conocemos este radio hoy en día como el radio Schwarzschild (o gravitacional), y es el requerido por un objeto para que la radiación no pueda escapar de él. En 1933, los astrónomos Walter Baade y Fritz Zwicky sugirieron que el remanente de una explosión de supernova podría ser una estrella muy densa compuesta de neutrones.
En 1939, Robert Oppenheimer y sus colegas utilizaron la teoría cuántica para determinar que podrían existir estrellas de neutrones estables, y luego fueron más allá, publicando un artículo que se convertiría en un clásico. Describía estrellas masivas que, una vez terminada la quema termonuclear, colapsarían para siempre. ¡Se había encontrado un modelo físico para una “estrella oscura”!
Espero que esto haya ayudado!