- La colaboración LVK ha detectado la fusión de agujeros negros más masiva registrada, generando un agujero negro de 225 masas solares.
- El evento GW231123 pone en duda los modelos actuales sobre la formación de estos objetos por su alta masa y rápida rotación.
- La señal fue detectada a través de ondas gravitacionales, lo que representa un reto técnico y teórico sin precedentes.
- El análisis de la señal implicó el uso de modelos avanzados y la colaboración internacional de cientos de científicos.
Un equipo internacional de investigadores ha logrado capturar la señal más intensa de fusión de agujeros negros registrada hasta ahora, abriendo nuevas incógnitas sobre los límites de la física y el origen de estos colosos cósmicos. Utilizando los avanzados detectores de ondas gravitacionales LIGO, Virgo y KAGRA, la colaboración LVK logró observar una colisión de proporciones inéditas que ha dejado a la comunidad científica ante un fenómeno hasta ahora solo teorizado.
La señal, designada GW231123, fue detectada el 23 de noviembre de 2023, y corresponde a la unión de dos agujeros negros masivos, de aproximadamente 137 y 103 veces la masa del Sol, dando lugar a un nuevo agujero negro de unas 225 masas solares. Este evento no solo rompe récords previos, sino que desafía las explicaciones sobre cómo pueden formarse objetos tan gigantescos y rápidos en el universo.
Un desafío a los modelos clásicos de formación
Antes de este hallazgo, la mayor colisión documentada mediante ondas gravitacionales correspondía al evento GW190521, que alcanzó una masa final de 140 veces la del Sol. La reciente detección no solo supera ampliamente ese récord, sino que introduce una serie de paradojas. Según los modelos estándar de evolución estelar, agujeros negros de tal tamaño no deberían existir por el colapso directo de estrellas, ya que la llamada «inestabilidad de pares» impediría su formación convencional.
Las hipótesis actuales apuntan a que estos agujeros negros podrían ser el resultado de sucesivas fusiones de otros más pequeños, en lo que se denomina formación jerárquica. Es decir, diferentes generaciones de agujeros negros se habrían ido uniendo hasta alcanzar masas colosales.
El fenómeno captado solo duró unas décimas de segundo, pero la intensidad de la señal y la dificultad para modelarla han puesto a prueba los sistemas de análisis y los propios modelos matemáticos desarrollados por los equipos científicos internacionales. Según Mark Hannam, físico de la Universidad de Cardiff y miembro de la colaboración LVK, este sistema binario desafía «nuestra comprensión de la formación de agujeros negros».
Ondas gravitacionales: el eco del universo violento
El descubrimiento fue posible gracias a los detectores extremadamente sensibles de LIGO (Estados Unidos), Virgo (Italia) y KAGRA (Japón), diseñados para identificar minúsculas alteraciones en el espacio-tiempo fruto de acontecimientos cósmicos extremos como las colisiones de agujeros negros. La colaboración internacional, que reúne a más de 2.800 investigadores de todo el mundo, ha logrado registrar ya cerca de 300 eventos desde 2015, pero ninguno de tal magnitud.
Las ondas gravitacionales se han convertido en los últimos años en una herramienta esencial para explorar el universo, permitiendo observar fenómenos invisibles para los telescopios tradicionales. La señal GW231123 destaca porque es mucho más intensa y corta que la mayoría de las registradas, debido a la enorme masa y la velocidad de rotación de los objetos implicados.
El proceso de fusión se produjo entre dos agujeros negros de unos 580 y 490 kilómetros de diámetro, girando respectivamente a cerca del 90% y del 80% de la velocidad de la luz. La colisión fue tan energética que se liberaron varias veces la masa del Sol en forma de ondas gravitacionales detectadas en la Tierra.
Rotación extrema y retos para la teoría
Uno de los aspectos más difíciles de explicar es la altísima velocidad de giro medida en los agujeros negros implicados, cercana al máximo permitido por la teoría de la relatividad general de Einstein. Esto hace que las señales resultantes sean más complejas y breves, dificultando su captura y posterior análisis. Según Charlie Hoy, científico de la Universidad de Portsmouth, la interpretación de este tipo de fusión es «un excelente banco de pruebas para mejorar nuestras herramientas teóricas».
La comunidad científica ha utilizado modelos avanzados, muchos de ellos desarrollados en centros universitarios españoles como la Universitat de les Illes Balears, para extraer parámetros astrofísicos como las masas y los espines de los agujeros negros. Sin embargo, las incertidumbres siguen siendo notables, dado que el evento se localizó a miles de millones de años luz y la señal solo estuvo presente durante una fracción de segundo.
El descubrimiento será presentado en importantes congresos internacionales, como la conferencia sobre ondas gravitacionales en España.
Una carrera científica por desentrañar el misterio
El análisis de la señal GW231123 continúa, y los datos serán puestos a disposición de la comunidad científica global para su estudio. Llevará años comprender plenamente este fenómeno y todas sus implicaciones, advierte Gregorio Carullo, investigador en la Universidad de Birmingham.
El evento ha mostrado que la instrumentación y la capacidad de análisis actuales están aproximándose al límite de lo que la tecnología puede conseguir, poniendo de manifiesto la necesidad de futuros detectores aún más avanzados y modelos teóricos más precisos.
Este descubrimiento, que marca un récord en la observación de agujeros negros de mayor tamaño, abre nuevas perspectivas para entender cómo se forman y evolucionan estos objetos en el cosmos. Cada avance en la detección de ondas gravitacionales representa un paso hacia el conocimiento más profundo del universo, confirmando que la astronomía de ondas gravitacionales continúa desarrollándose a un ritmo acelerado.