Un análisis reciente indica que ciertos objetos detectados por sus ondas gravitacionales provienen ya de una colisión anterior. Estos agujeros negros « de segunda generación » podrían luego formar nuevas parejas con otros agujeros negros y fusionarse a su vez.
El estudio se basa en 259 fusiones de agujeros negros registradas en el catálogo GWTC-5 de las colaboraciones LIGO, Virgo y KAGRA. Estos observatorios no ven directamente los astros. Miden las débiles deformaciones del espacio-tiempo producidas cuando dos objetos muy masivos giran uno alrededor del otro, y luego se fusionan.
Cuando dos agujeros negros chocan y se fusionan, liberan ondas gravitacionales. Estas ondas son detectadas por los observatorios LIGO-Virgo-KAGRA en la Tierra, permitiendo a los científicos determinar la masa y la rotación de los agujeros negros.
Crédito: Maggie Chiang para Simons Foundation
Los investigadores separaron esta población en dos grupos estadísticos. El primero reúne principalmente agujeros negros de masa moderada y baja rotación. El segundo comprende objetos más pesados, cuya rotación es generalmente más rápida. Esta diferencia podría conservar la huella de su historia.
Cuando dos agujeros negros se fusionan, el objeto final conserva gran parte de su masa y recibe una rotación importante. Si permanece en un entorno denso, como un cúmulo estelar, puede encontrarse con otro agujero negro. Se forma entonces un nuevo par, antes de otra posible fusión.
Según los autores, la distribución de masas de los agujeros negros de rotación rápida se asemeja a la que se obtiene calculando las masas de los productos de fusiones del primer grupo. Los picos observados en ambas distribuciones coincidirían. Esta correspondencia se presenta como un indicio a favor de estas fusiones sucesivas.
Esta interpretación también ayudaría a comprender ciertos agujeros negros situados en un rango de masas difícil de producir directamente por el colapso de una estrella masiva. No excluye totalmente otros mecanismos: la acreción de materia también puede aumentar la masa y la rotación de un agujero negro.
No obstante, el resultado debe considerarse con prudencia. El artículo es una prepublicación y aún no ha sido evaluado por pares. Futuras detecciones, así como análisis independientes, deberán confirmar la parte real de estas fusiones jerárquicas en la población de agujeros negros observados.