Observaciones de las ondas gravitacionales detectadas por LIGO sugieren dos escenarios de formación de agujeros negros


MADRID|

Un equipo de físicos dirigido por investigadores de la Universidad de Birmingham, en Reino Unido, junto a la Universidad de Maryland, la Universidad de Chicago y el Instituto Kavli de Física Teórica, en Estados Unidos, han descrito en un artículo publicado en 'Nature' cómo las observaciones de las ondas gravitacionales --detectadas por el interferómetro LIGO en 2015 y 2017-- limitan a dos las posibles explicaciones para la formación de agujeros negros fuera de la Vía Láctea.

Según los investigadores, o los agujeros negros de fuera de la Vía Láctea giran más lentamente que aquellos que se hallan en la Vía Láctea --donde los científicos han sido capaces de observar electromagnéticamente agujeros negros orbitados por estrellas y mapear su comportamiento, es decir, su rápido giro-- o bien giran rápidamente, pero son 'volteados' con giros aleatoriamente orientados a su órbita.

Las ondas gravitacionales ofrecen información sobre los dramáticos orígenes del negro que de otro modo no podrían obtenerse. Los físicos concluyeron que las primeras ondas gravitacionales detectadas, en septiembre de 2015, fueron producidas durante la fracción final de un segundo de la fusión de dos agujeros negros para producir un solo agujero negro giratorio más masivo. Las colisiones de dos agujeros negros habían sido predichas, pero nunca observadas.

Como tal, las ondas gravitacionales presentan la mejor y única manera de obtener una mirada profunda a la población de agujeros negros binarios de masa-estelar más allá de la galaxia de la Vía Láctea, donde se encuentra la Tierra. Este documento afirma que los agujeros negros vistos a través de las ondas gravitacionales son diferentes a los observados anteriormente en la Vía Láctea en una de dos maneras posibles.

LAS DOS POSIBILIDADES DE FORMACIÓN

La primera posibilidad es que los agujeros negros estén girando lentamente. Si ese es el caso, la investigación sugiere que algo diferente sucede a las estrellas que forman estos agujeros negros a las observadas en la Vía Láctea.

La segunda posibilidad es que los agujeros negros estén girando rápidamente, de forma muy parecida a los de la Vía Láctea, pero se han 'caído' durante la formación y, por lo tanto, ya no están alineados con la órbita. Si este es el caso, significaría que los agujeros negros están viviendo en un ambiente denso --muy probablemente dentro de los cúmulos estelares--. Esto permitiría una formación considerablemente más dinámica.

Sin embargo, también existe la posibilidad de que ambas posibilidades sean verdaderas --que hay casos de agujeros negros que giran lentamente en el campo y ejemplos de agujeros negros que giran rápidamente en un ambiente denso--.

Según el doctor Will Farr, de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Birmingham, al presentar estas dos explicaciones y descartar otros escenarios, se está proporcionando a aquellos que estudian y tratan de explicar la formación de los agujeros negros un objetivo al que dirigirse. "En nuestro campo, conocer la cuestión a preguntar es casi tan importante como conseguir la respuesta en sí", afirma Farr.

Por su parte, el profesor Ilya Mandel, también de la Universidad de Birmingham, asegura que la explicación correcta se sabrá en los próximos años. "Este campo está en el periodo de la infancia, estoy seguro de que en un futuro próximo miraremos hacia atrás a estas primeras detecciones y modelos rudimentarios con nostalgia y a una mejor comprensión de cómo se forman estos exóticos sistemas binarios", vaticina el experto.