¿Y si hay un agujero negro del tamaño de una pelota de fútbol en nuestro sistema solar?

La historia de hoy empieza con la observación de los objetos transneptunianos (TNOs), unos pequeños cuerpos congelados que dan vueltas alrededor del Sol más allá de la órbita de Neptuno. Aunque he hablado sobre estos objetos en artículos anteriores, lo que nos importa ahora mismo es que un estudio de 2016 sugirió que la órbita de varios TNOs que se movían de forma inesperada estaba siendo perturbada por el campo gravitatorio de un planeta enorme que está oculto en los confines oscuros y fríos del sistema solar.

Como a día de hoy aún no se ha detectado ningún cuerpo celeste con esas características, el supuesto «Planeta 9» sigue siendo un objeto hipotético. Pero ricemos un poco más el rizo: ¿y si lo que se esconde en las afueras del sistema solar no fuera un planeta, sino un pequeño agujero negro?

Agujeros negros primordiales

En esta sección hemos hablado con detalle de los agujeros negros en otras ocasiones, pero, en muy resumidas cuentas, se trata de objetos que se forman cuando una gran cantidad de masa se concentra en un volumen tan pequeño que termina rodeada de una región donde la gravedad es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de ella. De ahí el nombre de agujeros negros, claro.

En el universo presente, las condiciones extremas necesarias para producir estos objetos se dan en lugares como los núcleos de estrellas gigantes que revientan en forma de supernova o en las estrellas de neutrones que han robado demasiado material a alguna estrella vecina. Los agujeros negros que se forman en estas situaciones tienen una masa entre media decena y varias decenas de veces superior a la del Sol.

Ahora bien, existe un segundo escenario hipotético que podría haber dado lugar a agujeros negros mucho más pequeños en el pasado.

Durante el primer segundo que transcurrió después de que tuviera lugar el Big Bang, la concentración de masa en muchas regiones del espacio era tan alta que la materia que contenían se podía colapsar directamente bajo su propia gravedad, produciendo agujeros negros. La masa de estos agujeros negros primordiales hipotéticos habría oscilado desde unos pocos nanogramos hasta miles de masas solares en el momento de su formación, pero, como estos objetos se «evaporan» a través de la emisión de radiación de Hawking, los agujeros negros más pequeños habrían desaparecido del universo hace mucho tiempo y no quedaría ni rastro de ellos en la actualidad.

Aun así, si el universo primigenio realmente favoreció la aparición de grandes cantidades de agujeros negros primordiales, es probable que muchos de ellos tuvieran suficiente masa como para sobrevivir a nuestros días y que, además, sean lo bastante pequeños como para que se puedan diferenciar claramente de las moles masivas que se forman en la actualidad. Y aquí es donde entra el supuesto «Planeta 9».

Hipótesis exótica

Volvamos un momento a esos TNOs con órbitas inusuales que he mencionado al principio. Los autores del estudio de 2016 sugirieron que su movimiento anómalo se podía explicar si su trayectoria estaba siendo perturbada por la gravedad de un planeta con una masa 10 veces superior a la Tierra que da vueltas alrededor del Sol a entre 600 y 1200 unidades astronómicas (UA) de nuestra estrella. A esta distancia, ese supuesto noveno planeta del sistema solar tardaría entre 10.000 y 20.000 años en completar una órbita (en comparación, Neptuno tarda 165 años a una distancia media 30 UA).

Sin embargo, en un nuevo estudio de 2019 se propuso una idea aún más exótica: que el responsable de estas anomalías no era un planeta desconocido, sino un pequeño agujero negro.

Esta idea estaba fundamentada en la observación de seis lentes gravitacionales que se detectaron en dirección al centro de la galaxia, a 26000 años-luz. Las lentes gravitacionales son fenómenos luminosos que tienen lugar cuando, desde nuestra perspectiva, un cuerpo celeste pasa por delante de una fuente de luz, como una estrella. Si ese cuerpo es lo bastante masivo, su campo gravitatorio desviará la luz de la estrella que tiene detrás y actuará como una especie de «lupa», dándonos la impresión que el brillo de la estrella ha aumentado temporalmente.

Las lentes gravitacionales que se mencionan en el estudio de 2019 duraron entre 2,4 y 7,2 horas y sus características sugerían que habían sido producidas por objetos con una masa de entre 0,5 y 20 veces la de la Tierra. Estos datos indicaban que se habían observado varios cuerpos de masa planetaria lejanos pasando por delante de estrellas aún más distantes, pero, curiosamente, parecían viajar solos por el espacio, en lugar de dar vueltas alrededor de su propia estrella. Por tanto, según los autores del estudio, esos «cuerpos de masa planetaria» sólo podían ser dos cosas: o bien se trataba de planetas errantes que vagan por el espacio sin estar asociados a ninguna estrella... O eran agujeros negros primordiales de masa planetaria que aún no se han evaporado por completo.

Partiendo de este último supuesto y teniendo en cuenta que la masa del supuesto «Planeta 9» se encontraría en el mismo rango que los objetos que provocaron esas lentes gravitacionales, el estudio de 2019 analiza la posibilidad de que el objeto hipotético que estaría perturbando las órbitas de algunos TNOs en nuestro sistema solar sea un agujero negro primordial 10 veces más pesado que la Tierra y que fue capturado por la gravedad del Sol en algún momento del pasado.

¿Planeta, agujero negro… O nada?

Los agujeros negros son objetos tan compactos que uno con una masa 10 veces superior a la de la Tierra tendría un diámetro de sólo 22 centímetros, un tamaño comparable al de una pelota de fútbol.

Por supuesto, sobra decir que encontrar un cuerpo tan pequeño y lejano es un gran reto tecnológico. Como el único tipo de energía que emitiría un agujero negro primordial de ese tamaño es una radiación de Hawking extremadamente débil, la única manera de verificar su existencia de forma inequívoca sería captarlo devorando algún objeto que tuviera la mala suerte de acercarse demasiado a él. Al fin y al cabo, el material que cae hacia un agujero negro se calienta durante el camino y emite rayos gamma o rayos X antes de ser engullido. Por tanto, si se detectase una fuente de rayos gamma y rayos X en movimiento en la región del cielo y a la distancia del Sol adecuadas, tendríamos un muy buen indicio de que realmente existe un agujero negro primordial en los confines del sistema solar molestando a los TNOs que lo rodean.

Ahora bien, conviene recordar que estamos hablando de objetos hipotéticos: ideas provisionales que intentan explicar por qué ocurre un fenómeno, pero que se refinan, verifican o descartan en cuanto se obtiene nueva información. De hecho, dado que, a día de hoy, no se han encontrado indicios de que existan agujeros negros primordiales ni planetas adicionales en los confines del sistema solar, también sería posible que la órbita anómala de esos TNOs de la discordia tenga una causa completamente distinta que no requiere ampliar el abanico de objetos que contiene nuestro vecindario cósmico. Sea como sea, con el tiempo, la ciencia nos dará la respuesta.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Cada cierto tiempo, en internet resurgen los mismos bulos que afirman que un supuesto planeta (al que normalmente llaman Nibiru, Némesis o Planeta X) se acercará a la Tierra y destruirá a la humanidad. Algunos de estos bulos apuntan al supuesto «Planeta 9» como prueba de que la ciencia avala la existencia de este cuerpo celeste destructor, pero, por supuesto, una cosa no tiene nada que ver con la otra.

REFERENCIAS (MLA):

• Jakub Scholz et al. “What if Planet 9 is a Primordial Black Hole?”, preprint en Arxiv (2019).
• Konstantin Batygin et al. “The planet nine hypothesis”, Physics Reports, Volumen 805, pp.1-53 (2019).