Cisne X-1: ¿un agujero negro?

Desde la década de los sesenta, los astrónomos se han interesado en cierta región de la constelación del Cisne. Los observatorios puestos en órbita por encima de la atmósfera terrestre detectaron por aquel entonces en esa zona una potente fuente de rayos X, denominada Cisne X-1 (o Cygnus X-1).

Los científicos saben desde hace mucho tiempo que cuanto mayor es la temperatura de un objeto, más energía despide en radiaciones electromagnéticas más intensas y de menor longitud de onda. Si se introduce una barra de hierro en un horno muy caliente, al principio se torna de color rojo, y va cambiando a amarillo y después a blanco a medida que va aumentando la temperatura. En ese sentido, las estrellas se parecen a las barras de hierro. Las estrellas rojizas son relativamente frías, de unos 3.000 K, mientras que las amarillas, como el Sol, tienen una temperatura en la superficie de casi 6.000 K.a No obstante, el gas estelar se tendría que calentar hasta una temperatura de millones de kelvins para lograr la radiación de rayos X que emite Cisne X-1. Ninguna estrella alcanza tal temperatura en la superficie.

Los astrónomos han encontrado en la posición de Cisne X-1 una estrella con una temperatura en la superficie estimada en 30.000 K, la cual es ciertamente muy elevada, pero no lo suficiente como para emitir rayos X. Se calcula que la estrella, catalogada como HDE 226868, tiene una masa unas treinta veces mayor que la del Sol y se encuentra a 6.000 años luz de la Tierra. Esta supergigante tiene una compañera, y las dos giran una alrededor de la otra en una especie de vals orbital cada 5,6 días. Los científicos creen que la compañera se halla a solo unos cuantos millones de kilómetros de HDE 226868. Tiene aproximadamente diez veces la masa del Sol, según ciertas fuentes, pero, sorprendentemente, es invisible. Ninguna estrella normal de ese tamaño debería ser invisible a la distancia a la que se encuentra de la Tierra. Un objeto tan masivo y que parece despedir rayos X, pero no luz visible, muy posiblemente sea un agujero negro, dicen los científicos.

Un viaje a un agujero negro

Imaginémonos que pudiéramos viajar a Cisne X-1. Suponiendo que sea efectivamente un agujero negro, lo que veríamos podría parecerse a la ilustración de la página 17. La estrella grande es HDE 226868. Aunque el diámetro de esta es de millones de kilómetros, el del agujero negro tal vez sea de unos 60 kilómetros. El diminuto punto negro en el centro del torbellino de gas resplandeciente es el horizonte de sucesos, o superficie, del agujero negro. Sin embargo, no se trata de una superficie sólida, sino de algo parecido a una sombra. Es el límite de la región en la que la gravedad alrededor del agujero negro es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Muchos científicos creen que al otro lado del horizonte, en el centro del agujero negro, hay un punto de volumen cero y densidad infinita conocido como singularidad, en cuyo interior ha desaparecido toda la materia del agujero negro.

El agujero negro succiona las capas exteriores de gas de su estrella compañera. El gas gira en espiral a velocidad cada vez mayor y se calienta por la fricción, formando un disco brillante alrededor del agujero negro. Este disco de gas supercaliente emite rayos X en su parte interior, cerca del horizonte de sucesos, donde la intensa gravedad acelera el gas hasta velocidades inimaginables. Por supuesto, una vez que el gas cae en el agujero negro, ni los rayos X ni nada puede escapar de él.

Cisne X-1 ofrece una vista espectacular, pero es peligroso acercarse demasiado. No solo son mortíferos sus rayos X, sino también su gravedad. En la Tierra existe una ligera diferencia entre la fuerza que ejerce la gravedad en nuestra cabeza y en nuestros pies cuando estamos de pie. Esta diferencia produce un leve estiramiento del cuerpo que es imperceptible. No obstante, en Cisne X-1 esa pequeña diferencia se multiplica 150.000 millones de veces, creando una fuerza que literalmente nos estiraría el cuerpo, como si manos invisibles nos estuvieran tirando de los pies y de la cabeza en direcciones opuestas.

Cisne X-1 en teoría

Los agujeros negros se detectan por sus efectos en otros cuerpos celestes. En esta ilustración se representa un agujero negro atrayendo gases de una estrella

Reproducción artística de un agujero negro (en el rectángulo rojo), y ampliación (abajo)

Cisne X-1 (3) está situado en el cuello del cisne