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En 2023 se detectó la mayor fusión de agujeros negros registrada hasta el momento. Fue, sin duda, colosal. Dos agujeros negros cuyas masas rozan el límite de lo que puede formarse a partir de una supernova se fusionaron para dar lugar a otro agujero negro aún más gigante, con una masa que supera dicho límite más que de sobra. Desde ese momento, los científicos han tratado de desentrañar cómo pudieron formarse estos fenómenos tan excepcionales. Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Física Gravitacional ha dado una respuesta que no nos esperábamos: a lo mejor el Universo nos ha estado engañando todo este tiempo. Pero no el Universo en plan Paulo Coelho. El de verdad.
La lupa que nos engañó a todos. Según el estudio que se acaba de publicar, los dos agujeros negros inusualmente grandes que colapsaron en 2023 no eran tan grandes. Posiblemente, los vimos magnificados por un efecto de lente gravitacional. Esto ocurre cuando un objeto muy masivo distorsiona el espacio tiempo, como una pelota que cae sobre una tela y la hunde hacia abajo, provocando un efecto lupa que hace que veamos más grandes los objetos que hay detrás.
Dos agujeros negros en el límite. Generalmente, cuando una estrella masiva colapsa en forma de explosión de supernova, el agujero negro que se forma como remanente suele tener un límite de masas. Para ciertas masas estelares, el núcleo se contrae tanto cuando la estrella llega a sus fases finales que se desencadena un estallido termonuclear que desintegra la estrella. No se forma un agujero negro. Por eso, existe un vacío de masas situado aproximadamente entre 50 y 130 masas solares para el que prácticamente no existen agujeros negros surgidos directamente de estrellas. Sin embargo, los dos agujeros negros que se fusionaron en el evento detectado en 2023 tenían 103 y 137 masas solares. Uno estaba de lleno dentro del vacío y otro lo rozaba. Eso, ya de por sí, está bastante cerca del límite, aunque quizás podría ser plausible para una fusión jerárquica de agujeros negros. Sin embargo, no es la única discrepancia que ha llamado la atención de los científicos durante todo este tiempo. También se ha visto que tenían un espín muy alto.
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Lo del espín. Esta cifra hace referencia al giro del agujero negro. Va de 0 a 1, donde 0 hace rerferencia a un agujero negro que no está girando y 1 a un agujero negro que ha llegado a su límite de giro antes de romperse el horizonte de sucesos. Cuando dos agujeros negros se fusionan, el agujero negro resultante hereda parte del momento angular de su giro, por lo que su espín aumenta. Sin embargo, para esto también hay un límite, que se encuentra en torno al espín 0,7.
La hipótesis de la fusión jerárquica indica que los dos agujeros negros que se fusionaron en 2023 serían el resultado de una fusión anterior. Es decir, dos agujeros negros se fusionaron par dar lugar al de 103 masas solares, otros dos se fusionaron para formar el de 137 masas solars y, a su vez, estos dos se volvieron a fusionar. El problema es que ya hemos visto que hay un límite de espín para la fusión de agujeros negros y los dos que se fusionaron en 2023 tenían espines de 0,8 y 0,9. La hipótesis no cuadra.
Posibles lentes gravitacionales. Los científicos del Instituto Max Planck han hecho cálculos que apuntan a que, lo que mejor explica todos los parámetros medidos, es el efecto de una lente gravitacional causada por un objeto de entre 190 y 850 masas solares. Este podría ser otro agujero negro mucho más grande formado por la fusión de muchos agujeros negros o, quizás, un cúmulo estelar muy poblado. No es seguro, pero haría que todos los datos cuadren y nos demostraría que, básicamente, hemos vivido engañados durante 3 años por algo tan aparentemente simple como una lupa en medio del camino.
Imagen | ESA
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La noticia
La fusión de agujeros negros que rompió todas las reglas tenía truco: una lente gravitacional pudo haber inflado su tamaño
fue publicada originalmente en
Xataka
por
Azucena Martín
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