Cuando dos agujeros negros se encuentran en la inmensidad del espacio, pueden formar una extraña pareja binaria, y es más común de lo que esperaban los investigadores.
Los científicos creen que la mayoría de los agujeros negros nacen cuando una estrella muere y su núcleo colapsa. Este también es el caso de los agujeros negros binarios, pares de agujeros negros que orbitan entre sí y se acercan lentamente. Estos pares son a menudo restos de estrellas que vivieron juntas, murieron juntas y continuaron coexistiendo después de su colapso. Con el tiempo, estos dos se acercan lo suficiente como para fusionarse en un agujero negro que gira más rápido y que a veces sale disparado hacia el espacio.
Ahora, las investigaciones sugieren que estos solitarios pueden encontrar el amor nuevamente. Un nuevo trabajo sugiere que muchos pares de agujeros negros son las llamadas fusiones jerárquicas: un agujero negro grande y de rápido giro nacido de una fusión anterior y el compañero que de alguna manera encontró en el cosmos. Según los científicos, esta imagen de las historias del origen de los agujeros negros podría ayudar a aclarar cómo funciona la física de las supernovas y cómo evolucionan las galaxias. Saber cómo se forman y cambian los agujeros negros también es crucial para comprender la relatividad general y la historia del universo.
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En dos estudios publicados recientemente en Physical Review Letters, los científicos describen cómo utilizaron datos publicados del Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser, que rastrea la fusión de agujeros negros a través de las ondas espacio-temporales que liberan, y otros observatorios para identificar esta subpoblación. Cada equipo utilizó una técnica diferente para rastrear la masa, el giro y la inclinación de los agujeros negros, y ambos capturaron un grupo distinto de agujeros negros binarios que tienen “firmas fuertes” de fusión jerárquica: uno de los dos es mucho más grande, gira más rápido y orbita desalineado con su compañero.
“Como mínimo, estamos encontrando evidencia de que existen estos agujeros negros altamente giratorios y extrañamente inclinados en el conjunto de datos, y la forma más sencilla de interpretar eso, la respuesta de la navaja de Occam, es que estos agujeros negros probablemente provienen de fusiones anteriores”, dice Cailin Plunkett, autora principal de uno de los estudios recientes y Ph.D. candidato en el Instituto de Tecnología de Massachusetts. Su estudio sugiere que alrededor del 14 por ciento de los dúos de agujeros negros pueden ser fusiones jerárquicas.
Los físicos habían predicho previamente que los descendientes de fusiones de agujeros negros en ambientes estelares densos encontrarían futuros socios con quienes fusionarse. Y su historia astrofísica diferente les haría funcionar “de maneras extrañas y maravillosas”, una señal que los investigadores ahora han detectado, dice Paul Lasky, coautor del otro estudio reciente y astrofísico de la Universidad de Monash en Melbourne, Australia.
El hecho de que dos procesos técnicos diferentes hayan encontrado evidencia del origen de estos agujeros negros es “un ejemplo concreto de cómo hacemos avanzar la astrofísica”, dice Maximiliano Isi, astrofísico de la Universidad de Columbia, que no participó en ninguno de los estudios pero que ha trabajado con datos de LIGO en el pasado. “Es como intentar ver en la carretera cuando hay niebla”, dice Isi. “Todos entrecerramos los ojos de diferentes maneras y miramos desde diferentes ángulos y tratamos de determinar cuál es el panorama de lo que hay ahí fuera, y estamos convergiendo en una imagen muy bonita que de alguna manera se alinea con las expectativas teóricas”.
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