Este podría ser el eslabón perdido que explique el origen de los agujeros supermasivos
02 sep 2020 . Actualizado a las 23:30 h.El universo no deja de dar sorpresas y esta vez lo hace desvelando nueva información sobre uno de sus más grandes misterios: los agujeros negros. Hasta ahora se clasificaban en dos grupos: los que tienen masas entre 5 y 80 veces la del sol y los llamados supermasivos, que tendrían masas de entre cientos de miles y miles de millones de veces más grandes. Sin embargo, los detectores LIGO y Virgo han observado el primer agujero negro de masa intermedia: 142 veces más grande que el sol y el más masivo jamás detectado a través de ondas gravitacionales. Este descubrimiento astrofísico marca el inicio de una nueva ventana para observar y estudiar estos objetos y especialmente su origen.
La luz es el mensajero que permite a los astrónomos estudiar el universo y sus objetos celestes. Por eso, aquellos que no emanan luz son los fenómenos más misteriosos que alberga el espacio. Es el caso de los agujeros negros: los restos de antiguas estrellas que han muerto, convertidas en masas tan densas que nada, ni siquiera la luz, es capaz de escapar a su poderosa fuerza gravitatoria. Estos objetos oscuros emiten otro tipo de señal que predijo Einstein hace 100 años y que fue observada por primera vez el 14 de septiembre del 2015: las ondas gravitacionales. A través de ellas, los investigadores han logrado aproximarse más al estudio de los agujeros negros y observar, entre otras cosas, la magnitud de su masa. «Es un factor importante porque no tenemos una idea clara sobre cómo es posible que a través de los agujeros negros pequeños, se formen los supermasivos. Por eso, los objetos de masa intermedia podrían ser el eslabón perdido que explique el origen», explica el investigador gallego Juan Calderón Bustillo, profesor de la Universidad China de Hong Kong, que formará parte desde octubre del equipo investigador dirigido por Thomas Dent, coordinador del programa de ondas gravitacionales en el Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (Igfae).
«Por lo que creemos que sabemos sobre cómo evolucionan y cómo se comportan las estrellas, no nos esperábamos ver agujeros de entre 65 y 130 veces la masa del sol. Y precisamente, los agujeros que han chocado para provocar esta señal tienen ese rango de masas», explica Calderón. Específicamente, este agujero de 142 masas solares sería el resultado de la fusión de uno de 66 masas y otro de 85.
Así las cosas, tanto los componentes primarios como el remanente se sitúan en un rango jamás observado que la comunidad astrofísica no esperaba encontrar. Por eso, la detección abre nuevas perspectivas en el estudio de estas poblaciones de agujeros negros de masa intermedia y plantea nuevas preguntas sobre los mecanismos de su formación. De hecho, los investigadores no descartan que sean el producto de un choque anterior entre otros agujeros. Esto, a su vez, le da fuerza a la hipótesis de que los agujeros supermasivos podrían ser el resultado de una cadena de choques.
No obstante, Calderón explica que este hallazgo permitirá hacer «arqueología estelar», ya que «si por algún motivo determinásemos que este agujero proviene del colapso de una estrella, tendríamos que revisar lo que creemos saber sobre cómo viven las estrellas. Porque si viven como creemos hasta ahora, este agujero no puede ser producto de ellas».
Einstein vuelve a triunfar
La señal observada en esta ocasión tiene una duración temporal muy corta con respecto a las ondas gravitacionales detectadas antes y por eso ha sido también más difícil de analizar. Concretamente, el investigador Juan Calderón Bustillo resalta que, de las tres fases que componen el proceso a través del cuál se forman los agujeros negros, al fenómeno que han observado solo han alcanzado a detectarle con claridad la fase de fusión y la de relajamiento (las dos últimas), mas no la primera.
Así, es la primera vez que reciben señales que no permiten saber a ciencia cierta qué pasó antes del instante de la fusión. «Siempre asumimos que los agujeros negros orbitan uno alrededor del otro antes de fundirse, pero este evento es tan masivo que no podemos observar claramente la señal producida antes de la fusión. Es decir, solo observamos, de modo casi exclusivo, la emisión producida durante la fusión y relajamiento del agujero negro final. Esto es fascinante porque va a permitir proponer y estudiar escenarios alternativos, más exóticos, que puedan llevar a la formación del mismo agujero negro final», asegura Calderón.
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No obstante, la señal muestra con mayor claridad las últimas dos fases del proceso y eso ha permitido a los investigadores hacer observaciones de gran relevancia. «Hemos podido ver cómo se comporta un agujero negro que está asentándose a su forma final y eso nos permitió testear la teoría de la relatividad general, que explica el comportamiento de estos fenómenos», explica el especialista. «Todos los test que hemos realizado son consistentes, así que Einstein triunfa nuevamente», finaliza Calderón.