Un grupo de investigadores de la Universidad de Radboud ha realizado un estudio detallado sobre la mayor colisión de agujeros negros observada hasta la fecha, obteniendo resultados fundamentales.
Los agujeros negros son entidades bastante simples en su estructura, definidos únicamente por su masa y su rotación. Esto difiere de las estrellas o planetas, cuya constitución es más compleja. Además, poseen un patrón distintivo de ondas gravitacionales, con frecuencias particulares que disminuyen gradualmente.
Cuando un agujero negro se desestabiliza, busca estabilizarse liberando un patrón de ondas gravitacionales. A diferencia de otros cuerpos celestes, la rotación de un agujero negro es relativamente sencilla de describir. La teoría de la relatividad general sugiere que las frecuencias y la duración de estos patrones, o «modos cuasinormales», dependen exclusivamente de la masa y la rotación del agujero negro.
Esta teoría, derivada del teorema de «no cabello» de los agujeros negros, no se sostiene en varias teorías alternativas. Una violación de esta propiedad por parte de los agujeros negros indicaría la existencia de nuevas leyes físicas más allá de la relatividad general.
Recientemente, un equipo internacional liderado por científicos de la Universidad de Radboud ha confirmado esta importante característica de los agujeros negros a través del análisis de ondas gravitacionales. Este grupo reexaminó los datos de ondas gravitacionales de la colisión de dos agujeros negros, conocida como GW190521, y publicaron sus hallazgos en la revista Physical Review Letters.
Un hallazgo inesperado
Desde el inicio de la astronomía de ondas gravitacionales en 2015, la identificación de fusiones de agujeros negros se ha vuelto común. Los detectores del Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO) en Washington y Luisiana registran estos eventos con frecuencia.
El evento GW190521 se destaca como la colisión de agujeros negros más masiva observada hasta la fecha, captada por LIGO y Virgo en mayo de 2019. Un análisis más detallado de los datos reveló una segunda señal, un modo cuasinormal más débil, que había pasado desapercibido en análisis previos.
Este descubrimiento fue inesperado, ya que se creía que la detección de tales señales requeriría tecnologías mucho más avanzadas, no disponibles hasta mediados de la década de 2030.
El profesor Badri Krishnan, líder de la investigación y miembro del Instituto de Matemáticas, Astrofísica y Física de Partículas de la Universidad de Radboud, expresó: “Hace más de dos décadas, sugerimos este tipo de observaciones para entender mejor los agujeros negros. En aquel entonces, parecía improbable que los detectores LIGO y Virgo pudieran captar señales múltiples. Por lo tanto, este hallazgo es especialmente significativo para nosotros”.
Estos descubrimientos constituyen una confirmación nueva y contundente de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, la cual ofrece explicaciones precisas sobre el comportamiento de los agujeros negros y las ondas gravitacionales.
Los investigadores han identificado, por primera vez, pruebas de las esperadas oscilaciones emitidas por el agujero negro al alcanzar una forma esférica.
“Hasta la fecha, no se han observado discrepancias con las expectativas de la relatividad general, y las teorías de Einstein continúan siendo válidas. Nuestro estudio revela que tanto las frecuencias como los periodos de atenuación de los modos cuasinormales coinciden con lo previsto por la relatividad general”, afirmó Krishnan en sus conclusiones.
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