El origen de uno de los dos cuerpos que colapsaron es inexplicable con la teoría actual
El 29 de Mayo de 2019, se detectó la mayor fusión de agujeros negros nunca observada. Dos de estos objetos celestes colapsaron para formar uno de 150 masas solares. Eso es aproximadamente el doble del mayor colapso de agujeros negros detectadao hasta ahora.
El evento fue revelado por unas ondas gravitacionales detectadas en dos laboratorios internacionales, Ligo y Virgo, emplazados en Italia y Estados Unidos. El evento ocurrió hace aproximadamente 7000 millones de años, según los cálculos de los investigadores, que se han publicado hoy en dos artículos.
Además de su talla, el evento ha llamado la atención de los científicos por dos razones. En primer lugar, es la primera vez que se detecta un agujero negro de masa intermedia. O sea, mayor de los pequeños (de unas decenas de masas solares) que surgen tras la muerte de las estrellas. Y menor de los supermasivos (de millones de masas solares) que se encuentran en el centro de las galaxias y tienen origen desconocido.
En segundo lugar, uno de los dos agujeros negros que se han fusionado tiene un origen actualmente inexplicable. Según la teoría actual, la muerte de una estrella no puede producir un agujero negro de la talla de ese (85 masas solares). Entonces, debe haber algún otro proceso que lo haya generado, quizás una fusión de agujeros negros más pequeños, o de estrellas. Pero no hay una teoría asentadas sobre estas alternativas.
“Es un hallazgo que reta las teorías actuales. No es algo desconcertante que vaya a revolucionar la física, pero nos da evidencia de que el rango de masas en que hay agujeros negros es mayor de lo que se pensaba”, comenta Roberto Emparan, investigador ICREA en el Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICC-UB), no implicado en el estudio.
Enormes interferómetros
Ligo y Virgo son dos enormes interferómetros, o sea túneles en forma de “L” en los cuales unos rayos láser rebotan entre espejos gigantes. Están diseñados para detectar ondas gravitacionales. O sea, sutilísimas oscilaciones del espacio-tiempo que se miden después de eventos astronómicos catastróficos, como la fusión de estrellas o agujeros negros. La existencia de estas ondas fue prevista por Einstein, pero no se comprobó su existencia hasta 2015.
Este hallazgo abrió una nueva dimensión para la astronomía. A partir de entonces, los científicos pueden observar algunos eventos cósmicos no sólo por medio de las señales electromagnéticas que emiten, sino también por las ondas gravitatorias, lo que multiplica la información que pueden sacar sobre ellos. El primer evento que se pudo observar de esta forma más completa ocurrió en 2017 y fue una fusión de estrellas de neutrones.
La última detección de ondas gravitacionales produjo una señal de tan sólo 0,1 segundos en Ligo y Virgo. Sin embargo, lo primero que llama la atención es la talla del evento que la causó. Tanto los agujeros negros que se fusionan, como el resultante, son los mayores que se hayan visto en un evento de este tipo. Eso no deja de ser un record que quizás se superará en observaciones futuras. Pero lo llamativo del hallazgo no se acaba aquí.
Primera observación
Hasta ahora, nunca se habían visto agujeros negros de masa intermedia: entre 100 y 1000 masas solares. El hallazgo de uno de 150 masas solares confirma que los hay. “Había diversos objetos que parecían estar en ese rango, pero había escepticismo. Este descubrimiento es una demostración”, comenta Mar Mezcua, investigadora del Institut de Ciències del Espai (ICE-CSIC) y del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).
“No sabemos si hay pocos, o bien si no conseguíamos observarlos hasta ahora, ya que la mejor manera de verlos es precisamente por medio de ondas gravitacionales”, comenta Giovanni Losurdo, portavoz de Virgo y coautor del descubrimiento.
Otra novedad está en el mayor de los dos agujeros negros que se fusionaron, que tiene 85 masas solares. Las teorías vigentes excluyen que la muerte de una estrella pueda producir un agujero negro por encima de las 65 masas solares. Según la teoría, cuando una estrella supera cierta masa, su explosión final expulsa hacia fuera toda la materia, sin formar un agujero negro. De hecho, incluso el otro agujero negro que se ha fusionado está en el límite, al tener 64 masas solares.
Losurdo explica que hay tres escenarios alternativos. Primero, este agujero negro podría surgir a su vez de la fusión de agujeros negros más pequeños. “Pero que se produzcan fusiones en cadena es algo estadísticamente muy raro. Podría ocurrir en una zona del universo muy densa en estrellas y agujeros negros”, comenta Losurdo.
Las explicación que más cotiza es que este agujero negro no haya surgido de la muerte de una estrella, sino de la fusión de dos estrellas. “No se conocen mecanismos que den este resultado, pero probablemente la teoría se podría acomodar”, comenta Emparan. La tercera hipótesis es que estos objetos nazcan en el interior de núcleos galácticos activos.
Fuente: elperiodico.com