Dos agujeros negros, se fusionaron en uno solo, que luego salió disparado a 5 mil kilómetros por segundo.
Científicos del Instituto Max Planck observaron la seña del sistema binario de dos agujeros negros que se unieron en uno solo y, en el proceso, recibieron una sacudida de retroceso que arrojó el agujero negro recién formado a una fracción no deleznable de la velocidad de la luz. Ese nuevo agujero negro, objeto ahora referido como GW200129, salió disparado a unos 5000 km/s, según informan los investigadores en un artículo publicado en Physical Review Letters.
Ondulaciones en el espacio-tiempo, las llamadas ondas gravitacionales, lanzaron al agujero negro en una vertiginosa huida. Cuando dos agujeros negros emparejados entran en espiral y se fusionan, emiten estas ondas, que estiran y comprimen el espacio. Si las ondas gravitacionales salen disparadas hacia el cosmos en una dirección preferente, el agujero negro retrocederá en respuesta, de manera semejante al golpe de retroceso de un arma de alto poder. Es similar a una pistola que retrocede tras disparar una bala, dice el astrofísico Vijay Varma, del Instituto Max Planck de Física Gravitacional y coautor del estudio presente.
Los observatorios de ondas gravitacionales LIGO y Virgo, situados en Estados Unidos e Italia, respectivamente, detectaron las ondas espaciotemporales de los agujeros negros cuando llegaron a la Tierra el 29 de enero de 2020. Esas ondas revelaron detalles de cómo se fusionó el sistema binario GW200129: A medida que los agujeros negros orbitaban entre sí, el plano en el que lo hacían giraba, en un movimiento de precesión, de forma similar a como se tambalea un trompo al girar. Se especula que los agujeros negros en precesión reciben mayores patadas o sacudidas cuando se fusionan.
Por ello, Varma y sus colegas profundizaron en los datos para determinar si el agujero negro había recibido esa patada. Para estimar su velocidad los investigadores compararon los datos con varias versiones previstas de las fusiones de agujeros negros, creadas a partir de simulaciones por computadora, que resuelven las ecuaciones de la relatividad general. Los investigadores descubrieron que el retroceso era tan grande que el agujero negro probablemente fue expulsado de su hogar y arrojado al equivalente cósmico de la calle.
Los grupos densos de estrellas y agujeros negros, llamados cúmulos globulares, son uno de los lugares donde se cree que los agujeros negros se asocian y se fusionan. El equipo ha calculado que la probabilidad de que el agujero negro expulsado permanezca en un cúmulo globular es de sólo un 0.5%. En el caso de un agujero negro en otro tipo de entorno denso, llamado cúmulo estelar nuclear, la probabilidad de permanecer sería de alrededor del 8%.
Anteriormente, los astrónomos han obtenido pruebas de que las ondas gravitacionales dan grandes sacudidas a los agujeros negros supermasivos, las bestias mucho más grandes que se encuentran en el centro de las galaxias. Pero esa conclusión depende de las observaciones de la luz, más que de las ondas gravitacionales. "Las ondas gravitacionales, en cierto modo, son más limpias y fáciles de interpretar", dice la astrofísica Manuela Campanelli, del Instituto Tecnológico de Rochester, en Nueva York, que no participó en el estudio.
"Esa gran patada no es una sorpresa", asegura Campanelli. Predicciones teóricas anteriores de Campanelli y sus colegas sugerían que esas potentes patadas de retroceso eran posibles. "Siempre es emocionante cuando alguien puede medir observaciones de la realidad y comprobar lo que predijiste calculando una teoría".
Autora: Emily Conover
Fuente: Las ondas gravitacionales dieron una "patada" de alta velocidad a un nuevo agujero negro
Estudio original: Evidencia de una enorme velocidad de retroceso a partir de una señal de fusión de agujeros negros
Traducción: IIEH