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Hace siete mil millones de años, a una distancia de 17.000 millones de años luz, dos agujeros negros se fusionaron dando lugar a un nuevo agujero negro masivo, de alrededor de 142 masas solares. El resultante es el agujero negro más masivo jamás detectado con ondas gravitacionales. La comunidad astrofísica está desconcertada por el descubrimiento, que rompe con lo que se sabía sobre el origen de los agujeros negros.
"No hay una teoría científica estándar que explique la existencia de este agujero negro masivo", certifica a SINC Sascha Husa, investigador en la Universitat de les Illes Balears (UIB) y miembro del equipo editorial de los dos artículos publicados en las revistas ‘Physical Review Letters’ y ‘Astrophysical Journal Letters’.
Este hallazgo, desarrollado a partir de una señal de 0,1 segundos de duración, ha sido el resultado de 15 meses de trabajo por parte de dos grandes colaboraciones científicas (Virgo en Italia y LIGO en EEUU) que han contado con centenares de expertos de diversos países, incluyendo participación española. El sistema binario masivo se ha bautizado como GW190521 –ya que el evento de ondas gravitacionales se percibió el 21 de mayo de 2019–.
Que se haya batido el récord de masa detectado por las colaboraciones Virgo y LIGO es un descubrimiento sin precedentes. “Esta detección abre la puerta a descubrir muchos más posibles efectos astrofísicos nuevos”, cuenta a SINC Thomas Dent, coordinador del programa de ondas gravitacionales en el Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE).
Un aspecto crucial es que el agujero negro remanente es de masa intermedia, y esto se relaciona con uno de los rompecabezas más fascinantes y complejos de la astrofísica y la cosmología: el origen de los agujeros negros supermasivos. Estos monstruos gigantes, de millones a miles de millones de veces más masivos que el Sol y a menudo en el centro de las galaxias, podrían surgir de la fusión de agujeros negros de masa intermedia más pequeños.
Hasta hoy, muy pocos candidatos de este tipo han sido identificados únicamente a través de observaciones electromagnéticas y esta es la primera observación vía ondas gravitacionales. Además, el rango de 100 a 1.000 masas solares ha representado durante muchos años un 'desierto' de agujeros negros.
"Tanto el [agujero negro] de 85 como el de 66 son agujeros negros mucho más grandes de los de masa estelar intermedia que conocíamos. En el rango entre 60 y algo más de 100 veces la masa del Sol no está previsto que se pudiera formar un agujero negro de masa estelar", indica a SINC la investigadora Alicia Sintes, de la Universitat de les Illes Balears (UIB) y miembro de LIGO.
Los astrofísicos diferencian los agujeros negros en tres grupos en función de su masa.
Uno de los grandes misterios del nuevo hallazgo es el origen de los dos agujeros negros progenitores. "Si surgieron del colapso de estrellas, se sitúan en un rango de masas en el cual su presencia se considera, en teoría, imposible", explica Dent. "Por tanto, podría ayudar a mejorar nuestra comprensión sobre las etapas finales de la vida de las estrellas masivas", vaticina. Si logran conocerlo y comprenderlo, podrían averiguar cuál es el origen de los agujeros negros supermasivos, uno de los rompecabezas más complejos de la astrofísica y la cosmología.