Ondas gravitacionales revelan extraños comportamientos de lejanos agujeros negros

Representación artística de un sistema binario de hoyos negros (Wikimedia Commons).

Al centro de cada galaxia, aguarda un agujero negro masivo, devorando lo que encuentra a su paso. Pero también cabe la posibilidad de que ahí existan dos hoyos, mejor dicho, un agujero negro binario, que consiste en dos de estas anomalías orbitando entre sí. Precisamente estas formaciones son las que revelaron al Observatorio Láser de Ondas Gravitacionales de Interferómetro (LIGO por sus siglas en inglés) la existencia de ondas gravitacionales, anunciadas el año pasado. Estas perturbaciones del espacio-tiempo producidas por un cuerpo masivo acelerado que viajan a la velocidad de la luz habían sido predichas por Einstein en su teoría general de la relatividad, pero ha sido recién que observaciones de campo han dado con evidencia concreta de ellas en el cosmos.

El registro que se tiene a la fecha de estas incluye tres ondas gravitacionales confirmadas y una más que, aunque los resultados no son concluyentes, parece sumarse al grupo. Al provenir estas de sistemas de agujeros negros binarios, la observación y estudio de las ondas nos dará mayores luces sobre la naturaleza y origen de los hoyos y cómo es que forman parejas destinadas a sostener una danza de muerte entre sí que acabará ineludiblemente en una colisión.

Un reciente estudio de la Universidad de Birmingham (Reino Unido), publicado en la revista Nature, revela que la naturaleza de los giros entre sí de los sistemas de agujeros negros binarios da las pistas sobre su formación. Algo así como que los pasos de baile de estos pares de hoyos negros revelan cómo se hicieron pareja.

Lo que diferencia a estos sistemas binarios entre sí es lo que la ciencia llama la distribución angular de los giros de los agujeros. “Se espera que los sistemas binarios que se forman a través de interacciones dinámicas entre objetos ya compactos tengan orientaciones isotrópicas de spin [es decir, que sus giros estén orientados aleatoriamente con respecto a la órbita del sistema binario]”. Esto es: se espera que los sistemas binarios conformados por agujeros negros ya desarrollados independientemente uno del otro demuestren giros en dirección opuesta a la órbita del sistema o no alineada.

“Mientras que los que se forman a partir de pares de estrellas nacidas juntas [que se orbitaban entre sí desde entonces y que juntas colapsaron para volverse hoyos negros] tienen más probabilidades de tener giros que estén preferentemente alineados con la órbita del sistema”, añade el documento.

“La combinación mejor medida de los parámetros de giro para cada uno de los cuatro binarios probables son las del giro 'efectivo'”. El giro efectivo, de acuerdo con el trabajo, es una variable que puede tomar cualquier valor entre uno negativo y uno. Los giros alineados siempre tienen un valor de giro efectivo mayor o igual que cero. Aplicado a los eventos de ondas gravitacionales hasta hoy conocidos, el modelo evidencia que si los giros de los agujeros negros binarios productores de ondas gravitacionales rotan como los hoyos de nuestra propia galaxia, entonces los pares lejanos, observados por el LIGO, están desalineados. "Es más probable que los [agujeros negros] se formen en enjambres, posiblemente al centro de las galaxias", según dijo Imre Bartos, investigador de la Universidad de Columbia que no participó en la investigación, a Gizmodo. No obstante, esta asunción no puede ser afirmada fehacientemente, pues si la verdad es que estos agujeros negros lejanos giran mucho más lentamente que los de la Vía Láctea que conocemos, entonces tal vez sus giros estén en realidad alineados, dijo William Farr, líder del equipo autor de la investigación. De ahí que los resultados podrían ser confirmados cuando se alcance una decena de ondas gravitacionales detectadas y estudiadas.

Lo cierto es que las imperceptibles ondas gravitacionales recién empiezan a revelar las reales dimensiones de los aspectos de nuestro universo que su presencia devela.

Hans Huerto

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