Por más que nos parezca que nada puede brillar más que una estrella, la realidad es que la inmensa mayoría de estas lo hacen muy por debajo de lo que las leyes de la física les permiten. La luminosidad de Eddington marca el límite de cuánto puede brillar un cuerpo celeste sin que el empuje de la luz emitida sobre el gas que lo compone venza la fuerza gravitatoria que lo mantiene unido y salga literalmente "volando". Arthur Eddington – uno de los físicos más "brillantes" (cómo no) del siglo XX, cuyas observaciones astrofísicas fueron claves para verificar la Teoría de la Relatividad de Einstein (hay una película) – dedujo este límite pensando en las estrellas más luminosas y masivas que existen en el Universo. Sin embargo, ha resultado ser también fundamental para entender el comportamiento de los objetos más compactos que conocemos, los agujeros negros.

Los objetos más luminosos que habitan nuestro Universo tienen de una u otra forma algo que ver con los agujeros negros. En particular, estos son capaces de producir de manera constante ingentes cantidades de luz cuando gas proveniente de una estrella cercana (para los agujeros negros estelares en binarias de rayos X) o de la región central de una galaxia (para los supermasivos en cuásares) cae lentamente hacía el agujero negro. Este proceso se llama acreción y es el mecanismo más eficiente que conocemos para transformar materia en energía. El límite de Eddington varía para cada agujero negro dependiendo de su masa: cuanto más masivo, más luz puede emitir al consumir gas. Esta propiedad nos permite comparar la cantidad de luz producida por agujeros negros de masas muy diferentes simplemente dividiendo por la correspondiente luminosidad de Eddington.

Por debajo de una millonésima parte de la luminosidad de Eddington podemos considerar que un agujero negro está dormido o en quietud. Este es el estado más común en el que los encontramos en el Universo y sucede cuando no hay gas a su alrededor o este no llega en grandes cantidades. Además, a estos ritmos de acreción tan bajos, el proceso físico en sí mismo no es eficiente y el agujero negro traga directamente lo poco que le llega sin emitir prácticamente luz. A esto lo llamamos advección. Algo parecido sucede entre una millonésima y una milésima parte de la luminosidad de Eddington, aunque aquí ya si podemos considerar que el agujero negro está activo.

La cosa se empieza a poner bastante más interesante a partir de una milésima de la luminosidad de Eddington y sobre todo por encima del uno por ciento. Ahora no solo hay un festín de gas en las inmediaciones del agujero negro, sino que este cae hacia él de manera muy eficiente mediante discos de acreción, donde estimamos que alrededor de un diez por ciento del gas se transforma enteramente en luz (recuerden de nuevo a Einstein: e=mc2), lo cual, créanme, es realmente un montón. Este es el motivo por el que somos capaces de detectar cuásares que se encuentran en la otra punta del Universo o que al sacar una foto al cielo en rayos-X las fuentes más brillantes (si están aburridos pueden consultar el ranking diario del satélite MAXI) sean con diferencia las binarias de rayos-X de nuestra Galaxia.

Como ya hemos comentado en otras ocasiones, las binarias de rayos-X no solo emiten luz, sino que expulsan parte del material en forma de potentes chorros poco masivos pero muy veloces (jets en inglés) y sobre todo en forma de vientos que pueden arrastrar gran parte del gas disponible. Hay mecanismos relativamente simples que permiten que estos vientos sean ya bastante comunes por debajo del límite de Eddington, pero probablemente los más huracanados se lanzan cuando nos acercamos a él o incluso lo superamos brevemente. En este momento la presión ejercida por esta inmensa cantidad de luz generada en el disco de acreción es capaz de compensar la gravedad y lanzar este gas en llamas "a tomar viento". Esto, obviamente, hace que el ritmo de acreción y la luminosidad bajen, regulando todo el proceso. Por encima de este límite, la acreción no es en principio viable. Sin embargo, hemos detectado binarias de rayos-X cientos de veces más luminosas que las de la Vía Láctea en otras galaxias cercanas, a las que llamamos (en un alarde de imaginación) fuentes ultra-luminosas de rayos-X. Estas podrían explicarse si contienen agujeros negros más masivos que los descubiertos hasta ahora (unas mil veces la masa de nuestro Sol), a mitad de camino entre las binarias de rayos-X tradicionales y los agujeros negros supermasivos. Sin embargo, nuevas observaciones apoyan también explicaciones más complejas, que permitirían sobrepasar ampliamente el hasta ahora inexpugnable límite de Eddington. Sí, la cosa se pone interesante, momento justo para parar y dejarlo para otro capítulo.

Representación gráfica de una binaria de rayos-X acretando a ritmos cercanos o superiores al límite de Eddington, lo que genera una gran cantidad de luz que es capaz de arrastrar materia (gas) muy caliente hacia el medio interestelar Agencia Espacial Europea

BIOGRAFÍA: Teo Muñoz Darias (https://teomunozdarias.wordpress.com/) nació en La Gomera y creció en La Rioja, Navarra y Tenerife. Tras obtener el título de Doctor en Astrofísica por la Universidad de La Laguna, se marchó a Italia para trabajar como investigador postdoctoral en el Observatorio de Brera. A esta experiencia siguieron sendas estancias postdoctorales Marie Curie en Reino Unido, en las Universidades de Southampton y Oxford. Siempre dedicado al estudio de los agujeros negros, actualmente es investigador Ramón y Cajal en el Instituto de Astrofísica de Canarias.

*Sección coordinada por Adriana de Lorenzo-Cáceres Rodríguez, natural de Santa Cruz de Tenerife, es la coordinadora de Gaveta de Astrofísica. Licenciada y Doctora en Física por la Universidad de La Laguna, con un proyecto de investigación sobre galaxias desarrollado en el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha sido investigadora postdoctoral en la Universidad de St Andrews (Escocia), la Universidad de Granada, la Universidad Nacional Autónoma de México y el IAC. Actualmente trabaja en la Universidad Complutense de Madrid. Es miembro de la Comisión Mujer y Astronomía de la Sociedad Española de Astronomía y del equipo editorial de su boletín bianual.