Un equipo internacional Los astrofísicos han encontrado evidencia de que el universo recicla los agujeros negros, fusionándolos en agujeros negros más grandes. Las ondas gravitacionales registradas en los últimos años muestran que algunos de los agujeros negros más pesados dentro de cúmulos estelares muestran signos claros de que son agujeros negros de “segunda generación” (producto de colisiones pasadas) y, por lo tanto, no pueden haberse originado a partir del colapso de una estrella masiva.
Agujeros negros imposibles
La teoría de la evolución estelar explica que, al final de la vida de las estrellas más masivas, el núcleo de la estrella se comprimirá para formar un punto tan denso que curva el espacio-tiempo hasta el infinito. Se trata de agujeros negros clásicos, con masas de 10 a 40 veces la masa del Sol. También hay agujeros negros supermasivos, en el centro de las galaxias, con millones o miles de millones de masas solares, cuyos orígenes están relacionados con procesos ocurridos en los primeros días del universo.
Entre estos dos extremos se encuentra una categoría controvertida: los agujeros negros con masas entre 40 y 100 masas solares. Son demasiado pesados para nacer tras la muerte de una estrella, pero no alcanzan las dimensiones necesarias para emerger del colapso de una nube gigante de materia. La física estelar convencional lo considera “imposible”, pero a menudo surge en las detecciones.
Los astrofísicos creen que estos agujeros negros masivos pueden formarse mediante la fusión de dos o más objetos ultradensos más pequeños. La idea tiene sentido, pero necesita pruebas. Hasta el momento no hay manera de conseguirlo.
Luego aparecieron los detectores de ondas gravitacionales. Este instrumento utiliza láseres para medir microdistorsiones del espacio-tiempo producidas por la colisión de objetos muy densos. La primera detección en 2015 confirmó una fusión entre agujeros negros. Desde entonces, cada nueva señal ha permitido una mejor caracterización de estas estructuras y ha revelado que estas colisiones ocurren con mucha más frecuencia de lo que se pensaba.
Firma de segunda generación
El estudio, publicado este mes en Astronomía naturalanalizó catálogos provisionales de ondas gravitacionales producidas por tres de los principales observatorios del mundo. La base de datos incluye 153 detecciones fiables de fusiones de agujeros negros. De ellos, 34 se refieren a objetos pesados.
Al comparar todas las señales, el equipo identificó dos poblaciones distintas. Los agujeros negros más ligeros, de hasta unas 40 masas solares, muestran pequeños giros alineados, como se espera en los objetos nacidos del colapso de una estrella. Pero a partir de cierto punto, alrededor de 45 masas solares, surgió una población completamente diferente: agujeros negros más pesados, que giraban rápidamente y en direcciones caóticas, una firma estadística que sólo podría aparecer si los objetos hubieran participado antes en una fusión.
“Esta es exactamente la señal que se esperaría si los agujeros negros se fusionaran repetidamente en densos cúmulos de estrellas”, dijo Isobel M. Romero-Shaw, una de las autoras del estudio, en un comunicado. declaración de la Universidad de Cardiff.
Hasta ahora los investigadores no han observado directamente ninguno de estos agujeros negros “imposibles”. No aparecen en los rayos X ni en el espectro visible, a diferencia de los supermasivos. Sin embargo, su colisión sacudió el espacio-tiempo y las vibraciones revelaron masas que la física estelar no podía explicar.
Este estudio muestra que los agujeros negros más pesados se forman, no nacen. Surgieron de la colisión de generaciones anteriores, ocurrida en el ambiente más denso del cosmos.
Esta historia apareció por primera vez en CABLE en español y ha sido traducido del español.
