Los científicos han hecho un descubrimiento innovador midiendo la velocidad de retroceso como resultado de la colisión de dos agujeros negros por primera vez. Este progreso significativo proviene del estudio de las ondas gravitacionales, los desgloses en el espacio-tiempo que fueron teorizados por primera vez por Albert Einstein y experimental detectados en 2015. En un desempeño notable anterior en 2019, los investigadores identificaron una señal gravitacional que proviene de una fusión violenta en las que se identificó los agujeros negros significativamente diferentes. Este tamaño del tamaño resultó en el agujero negro recién formado que experimentó una «patada de nacimiento» que lo produjo caótico a través de la habitación.
Los hallazgos recientes describen la señal de onda gravitacional que se conoce como GW190412, que reveló que la colisión de los agujeros negros condujo a la expresión del nuevo agujero negro con una velocidad sorprendente de más de 31 millas por segundo (50 kilómetros por segundo). Esta velocidad es tan sustancial que el agujero negro recién nacido puede escapar de su clúster estelar original y ofrece nuevas ideas sobre la dinámica de las fusiones de los agujeros negros. El nuevo estudio fue publicado el 9 de septiembre en la revista Nature Astronomy.
Koustav Chandra, astrofísico de la Universidad Estatal de Pensilvania y coautor del estudio, expresó su entusiasmo por las implicaciones y declaró: «Es una notable demostración de lo que pueden hacer las ondas de gravitación».
El fenómeno comienza cuando los agujeros negros se acercan juntos, generan ondas gravitacionales, que se manifiestan de manera diferente, dependiendo de la actitud de masa de los agujeros negros y su araña. Al observar desde diferentes ángulos, los investigadores pueden determinar con precisión la dirección y la velocidad de la patada de nacimiento de la fusión. Esta información es crucial, porque un retroceso lo suficientemente fuerte puede expulsar el agujero negro fusionado de su gran entorno, de modo que se pueda evitar que otros posiblemente formen un agujero negro súper massivo, una entidad celestial masiva con una masa que varía de 100,000 a 50 mil millones de veces que el sol.
En 2018, el coautor del estudio Juan Calderón Bustillo y sus colegas desarrollaron un método para medir estas escaleras de nacimiento mediante ondas gravitacionales, aunque su primer modelo se basó en simulaciones, porque no se detectaron señales de fusión de brecha negra real. El escenario cambió el 12 de abril de 2019, cuando los detectores de LIGO avanzados en el estado de Louisiana y Washington, junto al detector de Virgo en Italia, registraron el GW190412, que provino de la fusión de dos estelares-Massa como el sol.
A pesar de este evento cósmico que ocurrió más de 2.400 millones de años luz de la Tierra, los investigadores pudieron usar dos ángulos de observación para determinar la ruta del agujero negro recién formado. Este análisis indicó que el agujero negro se sumergió en un grupo estrella cerrado que se conoce como un grupo esférico con una velocidad increíble de 111,600 millas por hora (179,600 kilómetros por hora), lo suficientemente robusto como para garantizar su escape del grupo y clasificarlo como un agujero negro de carrera.
«Este es uno de los pocos fenómenos en astrofísica donde no solo detectamos algo», señaló Chandra. «Reconstruimos todo el movimiento 3D de un objeto que está lejos de miles de millones de años de luz, con solo ondas en el tiempo del espacio».
Mira hacia el futuro, el equipo quiere identificar más fusibles de brecha negra que se pueden analizar tanto por ondas gravitacionales como por luz visible, una persecución que promete profundizar nuestra comprensión de estas estructuras cósmicas deseadas y los procesos complejos que controlan su crecimiento y evolución.
