Skip to main content

Astrónomo explica fusiones caóticas de agujeros negros

Como en un gigantesco juego de billar, los agujeros negros en los centros galácticos se atraen y colisionan formando espectaculares choques que los astrónomos en la Tierra ahora pueden estudiar gracias al análisis de las ondas gravitacionales que provocan.

Hasta ahora se pensaba que en su mayoría se fusionaban en órbitas circulares, pero en 2019 cuando los observatorios LIGO y Virgo estudiaban una de estas colosales fusiones, realizaron un descubrimiento inesperado que rápidamente se transformó en un misterio para la astronomía.

El evento fue denominado GW190521, la fusión de dos agujeros negros que no solo eran más pesados de lo que se creía físicamente posible, sino que además no se orbitaron entre sí a lo largo de un círculo en los momentos previos a la fusión.

“Es el descubrimiento más sorprendente hasta la fecha. Las masas y giros de los agujeros negros ya eran sorprendentes, pero aún más sorprendente fue que parecían no tener una órbita circular antes de la fusión”, señala la investigación publicada en la Revista Nature, donde participó un equipo internacional de astrónomos, entre ellos el investigador del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines de la Universidad de Chile (CATA), Nathan Leigh.

Las investigaciones se orientaron entonces a descubrir cómo pueden ocurrir esta clase de fusiones conocidas como «excéntricas», lo que condujo a los astrónomos a explorar el duro entorno de los centros galácticos que albergan un agujero negro súper masivo -de millones de veces la masa del Sol-, rodeados por un disco de gas plano y giratorio. Es en esta interacción donde se ocultaría la clave del misterio.

Billar de agujeros negros

Según explica Nathan Leigh, académico de la Universidad de Concepción y también investigador del Núcleo Milenio Titans, la velocidad y la densidad típicas de los agujeros negros son tan altas, que los agujeros negros más pequeños rebotan, como en un juego gigante de pool, mientras que los agujeros binarios con órbitas circulares anchas no pueden existir. La investigación rebela que el disco de gas juega un papel importante en la captura de agujeros negros más pequeños, que con el tiempo se acercan al centro y también entre sí.

Esto no solo implica que se encuentran y forman parejas, sino también que esa pareja podría interactuar con otro tercer agujero negro, lo que a menudo conduce a un “tango caótico” con tres agujeros negros volando alrededor, explica Leigh. “También puede haber jerarquías, por ejemplo dos estrellas pueden estar unidas en un binario y una tercera estrella interactúa emprendiendo un largo viaje, casi escapando. Pero no tiene suficiente energía para escapar, por lo que finalmente vuelve a interactuar con el binario”, ejemplifica el astrónomo CATA.

Los agujeros negros son unos de los objetos más fascinantes en el Universo, pero nuestro conocimiento de ellos todavía es limitado, especialmente porque no emiten luz. En 2015, sin embargo, el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO) realizó su revolucionaria observación de ondas gravitacionales a partir de la fusión de dos agujeros negros, abriendo una nueva era de hallazgos gracias a la astrofísica de ondas gravitacionales.

Además de entender cómo se forman y fusionan los agujeros negros en nuestro universo -no se trata únicamente de estrellas cercanas que colapsan y se fusionan orbitando circularmente-, la investigación aporta nueva información para la comprensión de los discos de gas planos y cómo se mueven los agujeros negros en su interior.

Para acceder al paper original de Nature, haz click aquí

Recomendaciones del editor

Diego Bastarrica
Diego Bastarrica es periodista y docente de la Universidad Diego Portales de Chile. Especialista en redes sociales…
Un par de agujeros negros supermasivos a punto de fusionarse
hubble agujeros negros supermasivos a punto de fusionarse cu  sares

Los corazones de algunas galaxias brillan tan intensamente que se les da un nombre especial: cuásares. Alimentadas por agujeros negros supermasivos en el centro de estas galaxias, estas regiones emiten enormes cantidades de luz a medida que el gas cae hacia el agujero negro y se calienta, lo que resulta en un brillo tan poderoso como más de 100 mil millones de estrellas. Recientemente, los astrónomos que usan el Telescopio Espacial Hubble vieron dos de estos cuásares ardiendo intensamente en el cielo nocturno, y están en curso de colisión.

El par de cuásares, conocido como SDSS J0749 + 2255, son de algunas de las primeras etapas del universo cuando tenía solo 3 mil millones de años. Las dos galaxias que albergan los cuásares están en proceso de fusión, y eventualmente, las dos se unirán para formar una enorme galaxia.
El concepto de este artista muestra el brillante resplandor de dos cuásares que residen en los núcleos de dos galaxias que están en el caótico proceso de fusión. El tira y afloja gravitacional entre las dos galaxias enciende una tormenta de fuego de nacimiento de estrellas. ILUSTRACIÓN: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)
Los dos agujeros negros están a solo 10.000 años luz de distancia, y tardarán diez millones de años en fusionarse. Eso puede sonar como mucho tiempo, pero es inminente en términos galácticos. Observar el par puede ayudar a los astrónomos a aprender sobre el universo temprano y cómo se forman las galaxias grandes.

Leer más
Descubren uno de los agujeros negros más grandes jamás vistos
agujero negro mas grande gravedad de la luz

Un hallazgo astronómico impresionante fue publicado este miércoles 29 de marzo de 2023 en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, se trata de uno de los agujeros negros más grandes jamás encontrados, aprovechando un fenómeno llamado lente gravitacional.

El equipo, dirigido por la Universidad de Durham, Reino Unido, utilizó lentes gravitacionales, donde una galaxia en primer plano dobla la luz de un objeto más distante y la magnífica, y simulaciones de supercomputadora en la instalación DiRAC HPC, lo que permitió al equipo examinar de cerca cómo la luz es doblada por un agujero negro dentro de una galaxia a cientos de millones de años luz de la Tierra.

Leer más
Quieren crear el primer agujero de gusano experimental del mundo
primer agujero de gusano experimental del mundo 0

Los agujeros de gusano fueron popularizados por la exitosa película Interstellar, que incluyó al físico y premio Nobel Kip Thorne entre su equipo. Pero salieron a la luz por primera vez hace aproximadamente un siglo como soluciones extravagantes a la ecuación de gravedad de Einstein, como atajos en el tejido del espacio-tiempo.

La tarea definitoria de un agujero de gusano, sin embargo, puede abstraerse claramente como hacer que el espacio sea atravesable.

Leer más