Científicos logran explicar cómo se fusionaron dos agujeros negros que no deberían existir

En 2023, los detectores LIGO, Virgo y KAGRA registraron algo que parecía imposible: la colisión de dos agujeros negros tan masivos que, según la teoría, nunca deberían haberse formado. El evento, conocido como GW231123, desconcertó a la comunidad científica. Nadie sabía cómo podían existir objetos así, ni mucho menos cómo lograron fusionarse.

Ahora, un equipo de astrofísicos del Instituto Flatiron, en Nueva York, afirma haber encontrado la respuesta. Tras años de simulaciones computacionales, llegaron a una conclusión tan simple como inesperada: los campos magnéticos fueron el ingrediente perdido que la ciencia no había considerado.

Los campos magnéticos cambian las reglas del juego

“Hasta ahora, los modelos omitían por completo el papel de los campos magnéticos”, explicó Ore Gottlieb, autor principal del estudio publicado en The Astrophysical Journal Letters. “Pero cuando los incluimos, todo encajó: la masa, la rotación y la energía del sistema”.

Las simulaciones del equipo siguieron la vida completa de una estrella 250 veces más masiva que el Sol. A medida que envejece, esta estrella colapsa y genera una supernova que libera casi toda su materia al espacio. Lo que queda puede convertirse en un agujero negro.

Sin embargo, si esa estrella gira rápidamente y está rodeada de campos magnéticos intensos, las cosas cambian. Parte del material no cae en el agujero negro, sino que es expulsado a velocidades cercanas a la luz. Cuanto más fuertes son los campos, más masa se pierde en ese proceso. El resultado final: agujeros negros mucho más ligeros de lo que las teorías previas permitían.

“Estos campos actúan como una válvula de escape”, detalla Gottlieb. “Evitan que toda la materia caiga en el agujero negro y al mismo tiempo aceleran su rotación. Esa combinación puede producir exactamente los objetos que observamos en GW231123.”

Una fusión que redefine los límites del universo

El descubrimiento también ayuda a explicar por qué los dos agujeros negros observados giraban tan rápido. Al expulsar parte del material, los campos magnéticos transfieren momento angular, lo que genera una rotación casi al límite de la física. Esa velocidad extrema hizo que, al fusionarse, distorsionaran el espacio-tiempo de manera inusual, produciendo ondas gravitacionales con una firma única.

Hasta este estudio, los astrónomos pensaban que era imposible que agujeros negros con masas entre 70 y 140 veces la del Sol llegaran a existir. Esa franja, conocida como el “vacío de masa prohibido”, debía quedar vacía por las violentas supernovas de inestabilidad de pares, que destruyen completamente las estrellas en ese rango. Las nuevas simulaciones demuestran que, bajo las condiciones adecuadas, ese vacío puede llenarse.

Además, el modelo predice algo más: este tipo de fusiones podría ir acompañado de ráfagas de rayos gamma detectables desde la Tierra. Si se observan señales coincidentes, sería la prueba definitiva de que los campos magnéticos no solo participan, sino que gobiernan la formación de estos gigantes cósmicos.

“Hemos abierto una nueva ventana para entender la relación entre masa, rotación y magnetismo en los agujeros negros”, concluyó Gottlieb. “Lo que antes parecía imposible ahora tiene sentido físico.”

El hallazgo ofrece una explicación elegante para uno de los mayores misterios recientes de la astrofísica y sugiere que el universo puede formar agujeros negros mucho más diversos de lo que se pensaba. Con los nuevos detectores de ondas gravitacionales que entrarán en funcionamiento en los próximos años, los científicos esperan encontrar más fusiones de este tipo y comprobar si este fenómeno es una excepción… o una regla universal.