La forma en que gira cada agujero negro podría revelar su historia
Una de las teorías sobre el origen de los agujeros negros de gran tamaño dice que son el resultado de la unión de estructuras mucho más pequeñas y de la misma naturaleza. Hasta no observar «en vivo» la combinación de dos fenómenos gravitacionales, la ciencia solo puede teorizar al respecto. Una reciente investigación de la Universidad de Cardiff propone una solución al enigma. Si se pone atención al giro de los agujeros negros y a su tamaño, es posible determinar si se han fusionado antes y cuántas veces lo han hecho.
La clave de la nueva propuesta de observación de agujeros negros radica en los novedosos detectores de ondas gravitacionales. Cuando ocurre un evento extremadamente violento en el universo, como el choque de estrellas de neutrones o de fenómenos gravitacionales, el tejido espacio-tiempo a su alrededor se perturba, tal como predice la Teoría de la Relatividad General que postuló Albert Einstein. Esas perturbaciones se dispersan por el cosmos como si fueran ondas en la superficie del mar y, sí se usan lásares especiales, es posible identificarlas.
Décadas de investigación sobre agujeros negros primordiales no han dado con ellos. Es tiempo de pensar fuera de la caja.
Los científicos detrás de los detectores de ondas gravitacionales pueden determinar la distancia del fenómeno y si fueron producidas por agujeros negros o estrellas de neutrones. Desde que se desarrolló la tecnología, la ciencia incluso puede estimar el tamaño de los objetos que producen las ondas gravitacionales e inferir su espín (el giro intrínseco de un objeto).
Los secretos en el giro de un agujero negro
El equipo de físicos dirigido por la Universidad de Cardiff se dio cuenta que el espín de los agujeros negros cambia una vez que alcanza cierta masa. La identificación del umbral de cambio permite calcular las fusiones necesarias para que el fenómeno se comporte de la forma en que se muestra. En otras palabras, medir el giro puede revelar la historia oculta de la formación de un agujero negro.
Los expertos examinaron el catálogo público de 69 eventos de ondas gravitacionales relacionados con agujeros negros binarios. Los datos ahora están disponibles gracias al Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO) y al Observatorio Virgo, un interferómetro establecido en Italia. El trabajo se publicó en la revista Physical Review Letters.
“El estudio brinda una forma poderosa y basada en datos para identificar los orígenes de la historia de formación de un agujero negro, mostrando que la forma en que gira es un fuerte indicador de que pertenece a un grupo de agujeros negros de alta masa que se forman en cúmulos estelares densamente poblados donde pequeños agujeros negros chocan y se fusionan repetidamente entre sí”, explicó la Doctora Isobel Romero-Shaw, coautora de la investigación.
La ciencia acepta que los agujeros negros supermasivos pueden tener diferentes orígenes. La fusión de agujeros negros más pequeños es solo uno de ellos. Los astrofísicos también buscan activamente fenómenos gravitacionales de masa intermedia, o como ellos mismos les apodan, “los eslabones perdidos” de la evolución de agujeros negros. Según esta hipótesis, las estructuras medianas pueden ser la semilla de las más grandes. Por último, existe la teoría de la creación directa a partir del colapso de nubes de gas y materia en los primeros años del universo.