Los objetos de giro más rápido del universo

En los rincones más oscuros y misteriosos del universo se esconden objetos tan extremos que desafían nuestra comprensión de la física. Entre ellos, algunos destacan por su velocidad de rotación: giran sobre sí mismos a velocidades tan vertiginosas que harían parecer lenta incluso a una licuadora doméstica. ¿Qué son estos objetos de giro más rápido del cosmos? ¿Cómo logran alcanzar tales velocidades sin desintegrarse?

¿Qué significa “girar rápido” en términos cósmicos?

En la Tierra, medimos la velocidad de rotación por el tiempo que tarda un objeto en completar una vuelta. Nuestro planeta, por ejemplo, rota una vez cada 24 horas. Pero en el espacio, algunos objetos rotan decenas, cientos o incluso miles de veces por segundo. Este tipo de rotación requiere una densidad y una gravedad inimaginables desde nuestra experiencia cotidiana.

1. Púlsares milisegundo: los reyes de la rotación

Los púlsares son un tipo de estrella de neutrones que emiten radiación electromagnética desde sus polos magnéticos. Si esa radiación apunta hacia la Tierra durante su giro, los detectamos como pulsos regulares —de ahí su nombre.

Los más rápidos de todos son los púlsares milisegundo, que pueden girar más de 700 veces por segundo. El récord conocido hasta hoy lo ostenta el púlsar PSR J1748−2446ad, que gira a la increíble velocidad de 716 veces por segundo, o una vuelta cada 1,39 milisegundos.

Este objeto tiene una masa comparable a la del Sol comprimida en una esfera de apenas 20 kilómetros de diámetro. Su rotación extrema es el resultado de la acumulación de materia (y momento angular) de una estrella compañera en un sistema binario, un fenómeno conocido como acreción.

(Foto: NASA/JPL-Caltech)

2. Estrellas de neutrones: densidad y velocidad en el límite

Las estrellas de neutrones son los núcleos colapsados de estrellas masivas que explotaron en supernovas. A pesar de su pequeño tamaño, tienen una masa mayor que la del Sol, lo que las convierte en los objetos más densos conocidos, fuera de los agujeros negros.

Su increíble densidad permite que puedan girar a velocidades tan elevadas sin romperse por la fuerza centrífuga. Pero hay un límite teórico: si giraran demasiado rápido, se desintegrarían. Las simulaciones indican que la velocidad máxima ronda las 1.500 rotaciones por segundo, aunque no se ha observado aún ningún caso que la alcance.

3. Discos de acreción: torbellinos alrededor de agujeros negros

Si bien no son objetos sólidos, los discos de acreción que rodean a los agujeros negros giran a velocidades igualmente extremas. A medida que el gas y el polvo caen hacia el horizonte de sucesos, se calientan y giran a velocidades cercanas a la luz, especialmente en los llamados agujeros negros de Kerr, que están en rotación.

El borde interno del disco puede completar una vuelta en milisegundos, generando emisiones de rayos X que los astrónomos detectan con telescopios espaciales. Estos discos son esenciales para estudiar la relatividad general en condiciones extremas.

4. Agujeros negros en rotación: el giro que deforma el espacio-tiempo

Aunque los agujeros negros no tienen superficie, su giro se describe por una propiedad llamada momento angular. Algunos agujeros negros rotan tan rápido que deforman el espacio-tiempo a su alrededor, un fenómeno conocido como arrastre de referencia o efecto Lense-Thirring.

El agujero negro de la galaxia M87, por ejemplo, observado por el Event Horizon Telescope, podría estar girando a cerca del límite teórico permitido por la relatividad general: el 99% de la velocidad de la luz en su horizonte de sucesos.

¿Podría algo girar más rápido?

Los límites están impuestos por la física misma. Un objeto sólido más allá de cierto tamaño y velocidad colapsaría bajo su propia fuerza centrífuga. Incluso para objetos compactos como las estrellas de neutrones, hay un tope físico de rotación. En cuanto a la materia, si se encuentra en forma de plasma o en un estado cuántico exótico, podría desafiar algunos de estos límites, pero siempre dentro del marco que permite la relatividad general.