Los agujeros negros parecen objetos bastante simples desde fuera, pero algunos modelos físicos permiten que estén rodeados por campos adicionales conocidos de manera informal como “pelo”.
Ese “pelo” no tiene nada que ver con cabello. Puede ser un campo escalar, una especie de estructura invisible que rodea al agujero negro.
Un estudio publicado en Physical Review D analizó mediante simulaciones qué ocurre cuando ciertos agujeros negros con este tipo de campo dejan de ser estables.
Los investigadores estudiaron agujeros negros cargados eléctricamente rodeados por materia escalar, una forma hipotética de materia descrita por campos sin dirección espacial propia.
En ciertas condiciones, el campo escalar puede acumular una parte considerable de la masa total y mantenerse alrededor del agujero negro sin caer inmediatamente.
Ese equilibrio existe porque la atracción gravitatoria y otras interacciones pueden compensarse, dejando al agujero negro ubicado en el centro de la estructura escalar.
Estudios anteriores habían sugerido que algunas configuraciones podían ser estables, pero aquellas simulaciones obligaban al sistema a permanecer perfectamente simétrico en todas direcciones.
Cuando los científicos eliminaron esa restricción y permitieron movimientos desiguales, descubrieron que estas configuraciones podían volverse inestables de maneras bastante diferentes.
Las nuevas simulaciones encontraron dos posibles resultados. En el primero, el agujero negro simplemente termina absorbiendo el campo escalar que lo rodea.
En ese escenario, llamado absorción, la estructura exterior desaparece y queda un agujero negro convencional, sin ese “pelo” escalar alrededor de su horizonte.
Pero el segundo resultado fue mucho más extraño. Una pequeña perturbación podía desplazar al agujero negro del centro y hacer que comenzara a alejarse.
En lugar de regresar a su posición original, el agujero negro seguía desplazándose hasta separarse completamente de la nube de materia escalar.
Los investigadores llaman fisión a este proceso porque el sistema original termina dividido en dos objetos capaces de existir de manera independiente.
Por un lado queda un agujero negro sin pelo. Por el otro, la materia escalar permanece unida por su propia gravedad formando otro objeto.
Ese segundo objeto sería una estrella de bosones, una estructura hipotética formada por partículas bosónicas que todavía no ha sido observada directamente en el Universo.
Las estrellas de bosones no tendrían una superficie sólida ni un horizonte de sucesos y podrían estar formadas por partículas extremadamente ligeras todavía desconocidas.
El resultado dependía en parte de cómo estaba distribuido el campo escalar. Las configuraciones más compactas tendían a ser absorbidas por el agujero negro.
Las estructuras menos compactas eran más propensas a separarse, permitiendo que el agujero negro saliera mientras el campo escalar sobrevivía como estrella independiente.
Sin embargo, estos modelos utilizan agujeros negros con una carga eléctrica considerable, mientras los agujeros negros reales probablemente poseen muy poca carga neta.
Por eso los autores no afirman que estos objetos existan realmente, sino que el mecanismo podría inspirar modelos más realistas usando rotación u otras interacciones.
Si algún proceso parecido ocurriera en la naturaleza, una separación tan violenta podría producir ondas gravitacionales con características distintas de las fusiones conocidas.
El siguiente paso será estudiar versiones más realistas y calcular qué señales producirían, para saber si futuros detectores podrían reconocer algún fenómeno similar en el Universo.