T.E.L: 3 min.
Si las estrellas hiperveloces son eyectadas por una interacción gravitatoria, ¿eso significa que la gravedad puede ser repulsiva?
Cada tanto es posible leer en la prensa del descubrimiento de estrellas hiperveloces, "en fuga", expulsadas de sus galaxias por una interacción gravitatoria. Hace poco, NASA publicaba el posible hallazgo de una estela de estrellas creada por un agujero negro "expulsado" a gran velocidad por un encuentro entre agujeros negros en una fusión de galaxias. Ahora se dice que podría no ser una "estela de estrellas" creada de ese modo, sino una galaxia vista de canto, sin bulbo central.
Estos casos podrían hacer pensar que como consecuencia de una interacción gravitatoria, algunos objetos son expulsados, repelidos. ¿Eso significa que la gravedad es repulsiva?
Digamos, ante todo, que un objeto (planeta, estrella, agujero negro) podría moverse a mayor velocidad sin que eso suponga que "escapa" de su entorno gravitatorio. Para que un objeto se desligue de su entorno debería acelerar a la velocidad de escape.
Que un objeto sea "empujado" por otro, en dirección opuesta, puede ocurrir por la generación de una onda de choque entre dos cuerpos. Esa onda "barre" lo que haya alrededor.
En el caso de las estrellas hiperveloces, hay una linda historia: Jack G. Hills es un astrónomo estadounidense (nacido en 1943) que en 1988 propuso un mecanismo por el cual el agujero negro central de la Vía Láctea podría acelerar estrellas cercanas a grandes velocidades. Se lo conoce como el "Mecanismo de Hills". En aquel trabajo hizo un cálculo sobre una tasa de estrellas hiperveloces que podrían existir en las inmediaciones de centro galáctico, sin despertar interés en la comunidad científica. Hasta que en 2005 Warren R. Brown y otros hallaron estrellas hiperveloces en el halo de la galaxia.
El Mecanismo de Hills forma parte del "Problema de los tres cuerpos" y es una forma de "ruptura de marea". La fuerza de marea es la diferencia que sufre un objeto en su longitud por el tirón gravitatorio de otro cuerpo cercano. La Luna ejerce una fuerza atractiva de la Tierra más en una dirección que en otra. Esa diferencia crea las mareas.
Para plantearlo en forma muy simple: pensemos en el juego de la soga. Una persona tira de un lado y otra persona, del otro. Si la soga se rompe, ¿qué cree que pasará con ambas personas? Ud. ya sabe.
Digamos ahora que agregamos a una tercera persona a un lado, tirando con mayor fuerza. Esta tercera persona acercará más a la que tiene cerca (la segunda), que a su vez, se alejará de la primera, hasta que se rompe el vínculo entre la primera y la segunda, resultando en que la primera sale despedida hacia un lado y la segunda queda vinculada a la tercera, en el lado opuesto.
En el caso de las estrellas hiperveloces, el mecanismo incluye un par binario que se acerca a un agujero negro supermasivo. De acuerdo a la configuración, separación entre componentes y distancia al agujero, una de las componentes puede quedar ligada al objeto compacto, mientras la otra sale despedida a la velocidad de escape.
¿Esto significa que debemos responder a la pregunta inicial en forma positiva? Lo que estamos diciendo es que el primer objeto sale "despedido" hacia el lado contrario, no porque la gravedad sea repulsiva, sino porque se rompe el vínculo gravitatorio. Y porque las tres leyes de Newton son ciertas.
En Youtube hay una ponencia de Emilio Tejeda, del Instituto de Astronomía UNAM, México, sobre el tema de ruptura de marea y mecanismo de Hills en las estrellas S, las que están cerca del agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea. Muy recomendable, ver enlace, abajo.
Otros casos de eyección o dispersión de cuerpos puede darse en los sistemas planetarios. Eso plantea la Hipótesis de Grand Tack (Hipótesis del gran viraje). En tales casos debe tenerse en cuenta el concepto de resonancia orbital que puede amplificar o perturbar las órbitas planetarias.
De modo que no, la gravedad no es repulsiva, aunque lo parezca. Conviene recordar el dicho popular: "Dos es compañía, tres es multitud...¡de cálculos!".☉
Fuentes y enlaces relacionados
Un posible caso de mecanismo de Hills.
Star Ejected by Supermassive Black Hole at Heart of Milky Way at Over 3.5 Million MPH [Video]
Una estrella es expulsada de nuestra galaxia por un agujero negro
Hyper-velocity and tidal stars from binaries disrupted by a massive Galactic black hole
Hills, J. G.
Tidal breakup of binary stars at the Galactic Center. II. Hydrodynamic simulations
Coloquio UNAM: Tidal breakup of binary stars by supermassive black holes
A low mass for Mars from Jupiter’s early gas-driven migration
Kevin J. Walsh et al
Nature volume 475, pages206–209 (2011)
Tidal Disruption Events (TDEs)
Discovery of an Unbound Hypervelocity Star in the Milky Way Halo
Warren R. Brown et al 2005 ApJ 622 L33
Hubble Sees Possible Runaway Black Hole Creating a Trail of Stars
Hipótesis del gran viraje
Sobre las imágenes
NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)
WikiHow
Capturas de YouTube
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