LA COLISIÓN DE LOS PRIMEROS AGUJEROS NEGROS DESATÓ TSUNAMIS ESPACIO-TEMPORALES

La colisión de los primeros agujeros negros desató tsunamis espacio-temporales

La primera detección de ondas gravitacionales –los ecos de una colisión entre dos agujeros negros más de mil millones de años atrás– es el equivalente para un astrónomo a haber encontrado un fósil nunca visto.

Una nueva simulación del universo tiene como objetivo la reconstrucción de ese fósil descifrando en primer lugar el proceso de formación de estos agujeros negros.

Según este modelo, analizado en la revista Nature, los agujeros negros eran parejas de estrellas con una masa exorbitada que orbitaban unas alrededor de otras. Este par de estrellas registraban respectivamente 96 y 60 veces más masa que nuestro Sol y su formación se remonta a aproximadamente 2.000 millones de años después del Big Bang. 

Este cataclismo desató una serie de ondas expansivas cósmicas que sacudieron toda la geometría del propio espacio-tiempo, hasta finalmente atravesar la Tierra el 14 de septiembre de 2015. 

La detección de estas ondas ha sido posible gracias a LIGO, el Observatorio de detección de ondas gravitacionales construido por Caltech (Instituto de Tecnología de California) y el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts), y supone la única prueba hasta ahora de la existencia y el colapso de esta pareja de estrellas.

Además de desentrañar la cronología de este acontecimiento histórico, el modelo también demuestra que la fusión de los agujeros negros sería la mayor fuente de ondas gravitacionales para LIGO, superando por mucho a las colisiones entre estrellas de neutrones ultradensas o entre estas y los agujeros negros. 

Más ondas atravesarán la Tierra

La simulación también predice la llegada de más ondas gravitacionales, lo que supone una recompensa para el trabajo de los astrónomos. 

Si los ritmos estimados de colisiones de agujeros negros son correctos, LIGO podría detectar aproximadamente mil colisiones cada año una vez que alcance una sensibilidad total a estos fenómenos, lo que está previsto para el año 2020. Esto daría a los astrónomos la oportunidad de estudiar poblaciones enteras de agujeros negros antiguos. 

“Tenemos muchas esperanzas de poder ejercer pronto como paleontólogos de las ondas gravitacionales”, dice Ilya Mandel, astrofísico de la Universidad de Birmingham que no participó en el estudio de Nature. Básicamente, los astrónomos podrán “ aprender acerca de la evolución de las estrellas a partir de sus vestigios, de la misma forma que un paleontólogo puede averiguar la apariencia de un dinosaurio cuando estaba vivo a partir de los restos de su esqueleto”.

Una batidora de agujeros negros

El análisis de la detección realizada el 14 de septiembre ayuda a explicar por qué se descubrieron dos agujeros negros de dimensiones nunca vistas. 

“Nuestro modelo explica que estos eran inicialmente una pareja de estrellas que se encontraban en un inusual rincón del universo”, afirma uno de los autores principales del estudio Richard O’Shaughnessy, del Instituto Tecnológico de Rochester.

Esta especie de bolsa primigenia estaba formada por enormes nubes de hidrógeno y helio –materia estelar inmaculada– que hacían que las estrellas mantuvieran su gran tamaño, muy superior al de la mayoría que se forman actualmente. 

Las estrellas más jóvenes están más contaminadas con elementos pesados producidos por las generaciones anteriores, lo que provoca que pierdan masa mucho más rápido. Durante miles de millones de años, esta especie de “desprendimiento” de masa celestial ha limitado el tamaño de los agujeros negros que pueden producir las estrellas al morir, un problema que no tenían las estrellas primigenias.