Descubierto el agujero negro más masivo detectado con ondas gravitacionales
Una colisión gigante histórica entre dos agujeros negros ha dado lugar al agujero negro más masivo jamás detectado con ondas gravitacionales.
Interpretación de la fusión binaria de agujeros negros responsable de la señal GW190521. El espacio-tiempo está distorsionado por la señal y las mini cuadrículas de color turquesa y naranja representan los efectos de arrastre debido a los agujeros negros que giran individualmente. El fondo sugiere un cúmulo de estrellas, uno de los posibles entornos en los que podría haber ocurrido GW190521.
El 21 de mayo del pasado 2019, los interferómetros láser de los instrumentos Virgo y LIGO detectaron un evento de onda gravitacional histórico: dos agujeros negros, con masas de hasta 85 y 66 veces la del Sol, giraban en espiral cada vez más cerca el uno del otro hasta que la proximidad provocó su fusión en una distorsión que viajó por el universo hasta que la señal, bautizada como GW19052, llegó hasta la Tierra.
Tan breve como difícil de detectar, los expertos afirman que esta señal de ondas gravitacionales indica que la fusión de estos dos agujeros negros se produjo a 17 000 millones de años luz de nuestro planeta, formó un agujero negro con una masa de unas 142 veces la del Sol y liberó unas ocho veces su energía.
Las revistas científicas The Astrophysical Journal Letters y APS Physics publican hoy dos artículos que informan sobre el histórico descubrimiento y sus implicaciones astrofísicas. “La ruptura del récord masivo de las observaciones de Virgo y LIGO es solo una de las muchas características especiales que hacen que la detección de esta fusión excepcional sea un descubrimiento sin precedentes”, afirman los autores en un comunicado.
El origen de los agujeros negros supermasivos
“Un aspecto crucial, que llamó especialmente la atención de los astrofísicos, es que el remanente pertenece a la clase de los llamados agujeros negros de masa intermedia, desde cien hasta cien mil veces la masa del Sol”, declaran. El interés de este hallazgo está relacionado con uno de los misterios más fascinantes y desafiantes para los astrofísicos y cosmólogos: el origen de los agujeros negros supermasivos.
“Estos monstruos gigantes, de millones a miles de millones de veces más pesados que el Sol y a menudo en el centro de las galaxias, pueden surgir de la fusión de agujeros negros `más pequeños´ de masa intermedia. Hasta el día de hoy, se han identificado muy pocos candidatos de agujeros negros de masa intermedia solo a través de observaciones electromagnéticas, y el remanente de GW190521 es la primera observación de un agujero negro de masa intermedia a través de ondas gravitacionales”.
La señal observada en mayo del pasado año es tan compleja que solo pudo ser detectada durante una milésima de segundo. "Esto no se parece mucho a un chirrido, que es lo que normalmente detectamos: es más como algo que hace 'bang' y el sistema que lo generó es el más masivo que LIGO y Virgo han detectado hasta ahora", afirma Nelson Christensen, director de investigación de ARTEMIS en Francia y miembro de Virgo.
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De 100 a 1000 masas solares
El análisis de la señal, basado en un conjunto de herramientas computacionales y de modelado de última generación, reveló una gran cantidad de información novedosa sobre las diferentes etapas de esta fusión única. El interés del hallazgo es aún mayor debido a que se encuentra en el rango de 100 a 1000 masas solares, lo que ha representado durante muchos años una especie de "desierto de agujero negro", debido a la escasez de eventos candidatos dentro de este rango.
Este descubrimiento destaca la existencia de agujeros negros que nunca se han visto antes y plantea nuevas incógnitas. “Es posible que tengamos que revisar nuestra comprensión actual de las etapas finales de la vida de la estrella y las limitaciones de masa resultantes en la formación de agujeros negros”, explica en el comunicado Michela Mapelli, profesora de Padova University y miembro de Virgo. “De cualquier manera, GW190521 es una contribución importante al estudio de la formación de agujeros negros".
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¿Cuántos agujeros negros hay?
En 2022, otro grupo de investigadores de la Escuela Internacional Superior de Estudios Avanzados de Trieste, en Italia, lograron recabar la información para hacer la estimación más precisa hasta la fecha sobre cuántos agujeros negros de masa estelar existen en el universo: 40 trillones.
Los agujeros negros de masa estelar, de entre 5 y 10 veces el tamaño del sol, resultan invisibles y hasta ahora nadie había logrado conocer su cifra. Para lograrlo, los investigadores rastrearon la evolución de las estrellas en nuestro universo, estimando la frecuencia con la que las estrellas se vuelven agujeros negros.
