Astrónomos de la colaboración LIGO-Virgo hallan restos de colisiones que pesan entre 110 y 350 masas solares, un rango que hasta ahora parecía prohibido para la naturaleza.
Los detectores LIGO (Estados Unidos) y Virgo (Italia) han certificado, por primera vez, la presencia de una clase intermedia de agujeros negros. El hallazgo se basa en once choques captados durante la campaña de observación 2019‐2020, cinco de los cuales generaron remanentes por encima de las 100 masas solares. El resultado llena el hueco que separa a los agujeros negros de origen estelar —menores de 50 masas solares— de los supermasivos que anclan las galaxias y supera el límite de la llamada “zona muerta” entre 60 y 120 masas solares.
Los interferómetros registraron ondas gravitacionales que apenas duraron 0,4 segundos. Sin embargo, ese débil temblor del espacio-tiempo codifica la masa, el giro y la distancia de los cuerpos que colisionan. Gracias al algoritmo bayesiano RIFT, los investigadores han reconstruido la historia de cada evento y han confirmado la existencia de «pesos medios» de hasta 350 masas solares.
Cómo se burla la naturaleza de la “prohibición”
La teoría predice que las supernovas de inestabilidad de pares impiden la formación directa de agujeros negros entre 60 y 120 masas solares: el núcleo de la estrella se volatiliza antes de colapsar. El nuevo censo demuestra que la naturaleza encuentra un atajo. En cúmulos jóvenes y densos, los agujeros negros más pequeños pueden fusionarse varias veces hasta superar la barrera. La prueba es el alineamiento dispar de sus ejes de giro, un sello distintivo de los encuentros dinámicos.
Las señales de baja frecuencia, donde se esconden estos gigantes, quedan casi ahogadas por el ruido sísmico de la Tierra. Por ello el equipo combinó tres modelos teóricos de forma de onda y aplicó inferencia bayesiana para refinar masas y giros incluso cuando la señal era breve o lejana. El evento más remoto viajó 37 000 millones de años luz; el más próximo, apenas 2 500 millones.
Mirando al futuro desde el espacio (y la Luna)
La Antenna Espacial Interferométrica Láser (LISA), impulsada por la ESA y la NASA, escuchará las mismas parejas años antes de su choque final, trazando su espiral con una precisión imposible desde tierra. Grupos de la iniciativa Lunar Labs exploran, además, colocar interferómetros en la superficie lunar para acceder a frecuencias todavía más bajas. Juntas, estas infraestructuras permitirán seguir la vida completa de cada binario, desde el cortejo inicial hasta el eco final. Por qué importa este descubrimiento:
- Los agujeros negros intermedios podrían ser semillas de los colosos que gobiernan los núcleos galácticos.
- Ayudan a reconstruir la historia de las primeras estrellas y los cúmulos jóvenes.
- Ofrecen un laboratorio para probar la relatividad general en regímenes extremos de masa y giro.
«Los agujeros negros son los fósiles cósmicos definitivos», resume Karan Jani, de la Universidad de Vanderbilt. Cada nueva detección refina el censo de estos objetos y acerca a la astronomía un paso más a desentrañar cómo surgieron las primeras luces que alumbraron el Universo.