Tras las vidas pasadas de los agujeros negros
Por: Jennifer Chu, MIT.
07 de julio de 2026
Ilustración de la fusión de agujeros negros. Crédito de la imagen: LIGO/Caltech/MIT/R. Hurt (IPAC).
Descubrimientos recientes gracias a los detectores de ondas gravitacionales han revelado la fusión de cientos de agujeros negros en todo el Universo. Se creía que muchos de ellos provenían directamente de estrellas en explosión. Sin embargo, los agujeros negros también pueden originarse a partir de otros agujeros negros más pequeños. En principio, los productos de fusiones anteriores de agujeros negros pueden volver a fusionarse, creando un agujero negro más masivo. Esta vía alternativa, en la que los agujeros negros dan origen a otros agujeros negros, se conoce como “fusión jerárquica”.
Ahora, científicos del MIT están descubriendo que un buen número de agujeros negros que se fusionan podrían haberse fusionado previamente. Realizaron un nuevo análisis de datos recientes de los observatorios LIGO, Virgo y KAGRA, que contienen 155 pares de agujeros negros binarios, y descubrieron que alrededor del 14 por ciento de los agujeros negros que se fusionan en el universo podrían ser, de hecho, agujeros negros de segunda generación formados a partir de la fusión previa de dos agujeros negros más pequeños.
“Estamos descubriendo que, para algunos de estos agujeros negros que se fusionan, no es la primera vez que experimentan una fusión. En general, en el universo, los agujeros negros se fusionan constantemente. La cuestión de con qué frecuencia se fusionan repetidamente era bastante incierta. Ahora estamos viendo un panorama relativamente consistente donde un porcentaje considerable de agujeros negros provienen de esta vía recurrente”, afirma la primera autora del estudio, Cailin Plunkett, estudiante de posgrado del Departamento de Física del MIT.
Cuando una estrella masiva colapsa y muere, el agujero negro resultante debería tener muy poca rotación. Además de perder una enorme cantidad de masa al explotar, la estrella también debería perder gran parte de su rotación inherente, o momento angular. El agujero negro resultante debería tener entonces poca o ninguna rotación. En cambio, cuando dos agujeros negros se fusionan, la colisión debería crear un nuevo agujero negro de segunda generación que gira descontroladamente.
Los científicos sospechan que las fusiones jerárquicas ocurren en entornos estelares densos, donde las estrellas están tan juntas que varias estrellas vecinas podrían morir y colapsar para formar agujeros negros que luego están lo suficientemente cerca como para fusionarse entre sí y formar agujeros negros de segunda generación. “Podría haber muchísimas estrellas girando unas alrededor de otras, y si algunas son masivas y explotan, se convierten en agujeros negros. Los agujeros negros siguen girando y pueden capturarse entre sí y fusionarse”, explica Plunkett.
Una señal de una fusión jerárquica es que uno de los agujeros negros en una pareja que se fusiona tiene un espín y una masa mucho mayores que el otro. Un dúo tan desequilibrado indicaría que al menos uno de los agujeros negros surgió de la colisión de dos agujeros negros anteriores. Los observatorios detectaron dos señales de ondas gravitacionales, denominadas GW241011 y GW241110, cada una de las cuales probablemente contiene un agujero negro que gira mucho más rápido que su compañero. Las fusiones jerárquicas se descubrieron analizando cada señal en detalle para determinar las masas y los giros específicos de los agujeros negros involucrados en cada fusión.
Para su nuevo estudio, el equipo analizó el Catálogo de Transitorios de Ondas Gravitacionales 4.0 (GWTC-4.0) de LIGO-Virgo-KAGRA, que comprende detecciones de ondas gravitacionales de la cuarta campaña de observación de los observatorios. En lugar de analizar cada señal de onda gravitacional una por una, como hicieron los científicos con GW241011 y GW241110, Plunkett y Vitale buscaron un patrón característico de fusiones jerárquicas en todos los datos para ver si aparecía alguna señal coincidente.
El patrón que buscaban representa una serie de oscilaciones orbitales. Justo antes de fusionarse, dos agujeros negros giran en espiral uno hacia el otro en un plano orbital con forma de disco. Cuando los espines de ambos agujeros negros son perpendiculares al plano, este permanece relativamente estable. Pero cuando uno o ambos espines no son perpendiculares al plano, el disco oscila. El grado de oscilación o precesión de todo el plano puede revelar a los científicos el equilibrio de masas y espines entre los dos agujeros negros en espiral.
Fuente:
https://physics.mit.edu/news/many-black-holes-had-past-lives-new-research-shows/