Deslumbrantes cúmulos de estrellas densamente aglomeradas parecen ser un semillero de colisiones entre agujeros negros, que producen ondas gravitacionales como las detectadas por el experimento LIGO.

Teorizadas hace más de un siglo por Albert Einstein y finalmente detectadas por LIGO en tres ocasiones desde 2015, las ondas gravitacionales han abierto una nueva forma de observar los eventos más violentos del universo.

El origen de cada uno de los tres eventos de ondas gravitacionales que LIGO ha registrado hasta la fecha parece ser la colisión cataclísmica de un par de monstruosos agujeros negros. Antes de LIGO, los astrónomos no tenían evidencia de que existieran estos tipos de agujeros negros, con masas docenas de veces la de nuestro Sol.

Un gran misterio nuevo es la forma en que se forman estos enormes agujeros negros y, por cierto, cómo dos tal agujeros negros terminan emparejados en una «danza de la muerte» gravitacional, en espiral hacia dentro y eventualmente estrellándose juntos.

Tres investigadores participaron recientemente en una mesa redonda, organizada por la Fundación Kavli, centrada en este mismo misterio. Los investigadores están utilizando poderosas simulaciones de computadora y observaciones de telescopios para identificar los entornos cósmicos que generan las colisiones de agujeros negros.

Gran parte de la evidencia -incluyendo nuevos datos del descubrimiento más reciente de LIGO- apunta a los cúmulos estelares densos, llamados cúmulos globulares, como zona cero. Estos deslumbrantes «globos de nieve» celestiales están llenos de cientos de miles de estrellas. Los investigadores piensan cada vez más que los cúmulos globulares tienen «corazones» oscuros, cargados de decenas e incluso cientos de agujeros negros, de lejos la mayor concentración de estos objetos exóticos encontrados en cualquier parte del universo.

Si es así, los conglomerados globulares proveerían un ambiente ideal para los choques de agujeros negros que desatan las ondas gravitacionales.

Rainer Spurzem, profesor del Instituto Kavli de Astronomía y Astrofísica (KIAA) de la Universidad de Pekín y de la Academia de Ciencias de China, dijo en un comunicado que «se asumía que los cúmulos globulares no podían retener agujeros negros». «Pero eso no es lo que las simulaciones por computadora hechas por mí y mis colegas, así como en el trabajo de Carl [Rodríguez] y otros, están mostrando».

Rodríguez, investigador postdoctoral del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), así como miembro del Instituto Kavli para Astrofísica e Investigación Espacial del MIT, también participó en la mesa redonda. Señala que en los grupos globulares, la «extrema densidad de estrellas permite procesos dinámicos que no se ven en otros lugares del Universo. Los agujeros negros pueden acercarse lo suficiente para sufrir interacciones gravitatorias y formar un par».

Una vez emparejados, los agujeros negros se convierten en una bomba de relojería, que marca hasta una explosión de radiación gravitatoria que puede ser detectada aquí en la Tierra, por LIGO, a miles de millones de años luz de su origen.

«Rainer y Carl están creando simulaciones de computadora basadas en modelos teóricos, mientras que mi equipo está reuniendo evidencia observacional para la existencia de agujeros negros en los cúmulos globulares», dice Jay Strader, profesor asistente en el departamento de física y astronomía de la Michigan State University.

«En este momento, estamos llegando a las mismas conclusiones de que los cúmulos globulares pueden mantener sus agujeros negros, y si es así, entonces los cúmulos globulares podrían estar donde los agujeros negros a menudo colisionan y crean ondas gravitatorias».

Fuente: Europa Press