Por Agencia
Hasta ahora, la astrofísica daba por hecho que los agujeros negros, esas regiones del espacio-tiempo con una fuerza tan intensa que nada puede escapar de ella, solo podían fusionarse de un modo: las estrellas masivas colapsan y dan lugar a agujeros negros que se atraen entre sí hasta que finalmente chocan. Sin embargo, gracias al análisis de las señales de ondas gravitacionales captadas por los observatorios LIGO-Virgo-KAGRA, el cual está disponible ya en arXiv, ahora sabemos que esto podría no ser siempre así. De hecho, el estudio apunta a que existen hasta tres procesos cósmicos que pueden dar lugar a estos eventos. Algo que desafía las teorías convencionales sobre evolución estelar.
El equipo de científicos examinó minuciosamente el catálogo GWTC-4, el cual contiene datos de más de 150 fusiones de agujeros negros confirmadas hasta la fecha. Al analizar las masas y el giro de estos objetos, los expertos detectaron patrones que no concuerdan con un proceso de formación uniforme, revelando la existencia de tres familias distintas con historias de origen independientes y características físicas muy marcadas.
Los resultados sugieren que el universo fabrica estos densos objetos a través de diversos mecanismos astrofísicos que dejan una huella medible en los datos gravitatorios. «Existe una creciente evidencia de múltiples subpoblaciones de agujeros negros binarios (BBH, por sus siglas en inglés) en el catálogo acumulativo de ondas gravitacionales de la colaboración LIGO-Virgo-KAGRA«, afirmaron los autores de la investigación.
Hasta tres orígenes distintos
La primera de estas agrupaciones, que representa aproximadamente el 79% de los casos detectados, se compone de sistemas binarios aislados. En estos escenarios, dos estrellas nacen juntas y evolucionan en pareja hasta colapsar como agujeros negros que terminan fusionándose. Estos sistemas presentan una rotación lenta y alineada con su órbita, lo que denota una formación relativamente tranquila y carente de interferencias externas significativas.
Por otro lado, la segunda familia constituye el 14,5% de la población observada y se localiza en entornos mucho más dinámicos y densos, como los cúmulos globulares. En estos espacios, la interacción entre astros es constante, provocando que los agujeros negros se emparejen de forma caótica. «Demostramos que la muestra de detección de BBH comprende tres subpoblaciones astrofísicas que probablemente están dominadas por canales de formación específicos», explicaron los investigadores sobre la muestra de detección.
Este segundo grupo muestra una alineación de giro solo parcial y sistemas con un balanceo mucho más pronunciado debido a los encuentros gravitatorios sufridos antes de la fusión. La complejidad de estos movimientos sugiere que el entorno dinámico es una pieza fundamental para comprender por qué ciertos objetos se comportan de una manera tan irregular frente a los modelos clásicos de evolución estelar.
Fusiones jerárquicas
El tercer grupo, aunque minoritario con solo un 2,5% del total, es el más intrigante por sus características extremas de masa y comportamiento asimétrico. Estos objetos parecen ser el resultado de fusiones jerárquicas, es decir, agujeros negros que ya son el producto de colisiones previas entre otros similares. Esta cadena de impactos genera masas elevadas y patrones de rotación que no se encuentran en los sistemas de primera generación.
A pesar de la robustez estadística del hallazgo, los científicos admiten que la asociación directa entre cada grupo y un solo canal de formación sigue siendo compleja. «Si bien estas conclusiones son razonablemente sólidas, la asociación directa de subpoblaciones con canales individuales sigue siendo difícil de establecer.», concluyeron los autores del estudio.
