Ha registrado una superfusión de agujeros negros que destroza la teoría actual



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El 29 de mayo de 2019 se detectó la mayor fusión de agujeros negros nunca observado. Dos de estos objetos celestes colapsaron para formar uno de 150 masas solares. Es aproximadamente el doble del colapso de un agujero negro más grande jamás detectado.

El evento fue revelado por ondas gravitacionales detectadas en dos laboratorios internacionales, Ligo y Virgo, con sede en Italia y Estados Unidos. El evento ocurrió aproximadamente 7 mil millones de años, según los cálculos de los investigadores, publicados hoy en Dos artículos.

Además de su tamaño, el evento llamó la atención de los científicos por dos razones. En primer lugar, esta es la primera vez que un agujero negro de masa intermedia. Es decir, la mayor de las pequeñas (de unas pocas decenas de masas solares) que surgen tras la muerte de las estrellas. Y menos que las supermasas (de millones de masas solares) que se ubican en el centro de las galaxias y tienen origen desconocido.

En segundo lugar, uno de los dos agujeros negros que se fusionaron tiene una extensión origen actualmente inexplicable. Según la teoría actual, la muerte de una estrella no puede producir un agujero negro del tamaño de ese (85 masas solares). Entonces debe haber otro proceso que lo generó, tal vez una fusión de agujeros negros más pequeños o estrellas. Pero no existe una teoría establecida sobre estas alternativas.

«Es un descubrimiento que desafía las teorías actuales. No es algo desconcertante que revolucionará la física, pero nos da evidencia de que el rango de masa en el que hay agujeros negros es mayor de lo que se pensaba», dice. Roberto Emparan, Investigador ICREA del Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICC-UB), no implicado en el estudio.

Interferómetros enormes

Ligo y Virgo son dos enormes interferómetros, o túneles en forma de «L» en los que los rayos láser rebotan entre espejos gigantes. Están diseñados para detectar ondas gravitacionales. Quiero decir, muy sutil oscilaciones espacio-temporales que se miden después de eventos astronómicos catastróficos, como fusiones de estrellas o agujeros negros. Einstein predijo la existencia de estas ondas, pero su existencia no fue probada hasta 2015.

Este descubrimiento estaba abierto una nueva dimensión para la astronomía. A partir de ese momento, los científicos pueden observar ciertos eventos cósmicos no solo a través de las señales electromagnéticas que emiten, sino también a través de ondas gravitacionales, lo que multiplica la información que pueden obtener sobre ellos. El primer evento que se pudo observar de esta manera más completa ocurrió en 2017 y fue una fusión de estrellas de neutrones.

La última detección de ondas gravitacionales produjo un solo 0,1 segundos en Ligo y Virgo. Sin embargo, lo primero que destaca es la magnitud del evento que lo provocó. Tanto la fusión como los agujeros negros resultantes son los más grandes jamás vistos en un evento de este tipo. Este sigue siendo un récord que podría batirse en futuras observaciones. Pero la sugerencia del descubrimiento no termina ahí.

Primera observación

Hasta ahora, nunca se habían visto agujeros negros de masa intermedia: entre 100 y 1000 masas solares. El descubrimiento de una de las 150 masas solares confirma que están allí. «Había varios objetos que parecían estar en ese rango, pero había escepticismo. Este hallazgo es una demostración», dice. Mar Mezcua, investigadora del Institut de Ciències del Espai (ICE-CSIC) y del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).

«No sabemos si son pocos o si no hemos podido observarlos hasta ahora, ya que la mejor forma de verlos es a través de ondas gravitacionales «, comenta Juan losurdo, Portavoz de la Virgen y coautor del descubrimiento.

Otra novedad está en el mayor de los dos agujeros negros fusionados, que tiene 85 masas solares. Teorías actuales excluir que la muerte de una estrella puede producir un agujero negro por encima de 65 masas solares. Según la teoría, cuando una estrella supera una determinada masa, su explosión final expulsa toda la materia, sin formar un agujero negro. De hecho, el otro agujero negro que se ha derretido también está en el borde, con 64 masas solares.

Losurdo explica que hay tres escenarios alternativos. Primero, este agujero negro podría a su vez resultar de la fusión de agujeros negros más pequeños. «Pero la ocurrencia de fusiones en cadena es algo estadísticamente muy raro. Podría suceder en un área del universo que es muy densa con estrellas y agujeros negros», dice Losurdo.

La explicación más popular es que este agujero negro no nació de la muerte de una estrella, sino de fusión de dos estrellas. «No se conocen mecanismos que den este resultado, pero la teoría probablemente podría adaptarse», dice Emparan. La tercera hipótesis es que estos objetos nacieron en interior de núcleos galácticos activos.

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