¿Una estrella formó dos agujeros negros en vez de solo uno?

El 14 de septiembre de 2015, el observatorio LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) detectó lo que luego se confirmó como ondas gravitatorias procedentes de la fusión de dos agujeros negros con 29 y 36 masas solares, respectivamente. Lo normal es que dicho suceso no emitiera luz detectable, pero en cambio el Telescopio Espacial Fermi detectó un estallido (brote) de rayos gamma justo una fracción de segundo después de la señal del LIGO. Una nueva investigación sugiere que los dos agujeros negros se formaron a partir de una única y masiva estrella cuya muerte generó el estallido de rayos gamma.

“Es el equivalente cósmico de una mujer embarazada con gemelos dentro de su vientre”, dice Avi Loeb, del Centro para la Astrofísica (CfA) en Cambridge, Massachusetts, gestionado conjuntamente por la Universidad de Harvard y el Instituto Smithsoniano, las tres instituciones en Estados Unidos.

Normalmente, cuando una estrella masiva alcanza el final de su vida, su núcleo se derrumba sobre sí mismo formando un único agujero negro. Pero si la estrella estaba girando muy rápidamente, su núcleo pudo estirarse, adoptando una forma de mancuerna, y fragmentarse en dos aglomeraciones, cada una formando su propio agujero negro.

Una estrella muy masiva, como la que se necesita para que ocurra lo expuesto, se forma a menudo a partir de la fusión de dos estrellas. Y dado que ambas habrían girado una alrededor de la otra más y más rápido a medida que se acercaban entre sí siguiendo una trayectoria en espiral, cabe esperar que la estrella fusionada resultante girara sobre sí misma también muy rápidamente.

El 14 de septiembre, el observatorio LIGO detectó las ondas gravitatorias procedentes de dos agujeros negros en proceso de fusión, mostrados aquí en esta ilustración. El telescopio espacial Fermi detectó un estallido de rayos gamma 0,4 segundos más tarde. La nueva investigación sugiere que el estallido sucedió porque los dos agujeros negros se acababan de formar a partir de una única estrella masiva. (Imagen: Swinburne Astronomy Productions)

Después de formarse la pareja de agujeros negros, la envoltura exterior de la estrella se precipitó hacia ellos. Para poder alimentar tanto el suceso de ondas gravitatorias como el destello de rayos gamma, los agujeros negros gemelos tuvieron que haber nacido muy cerca uno del otro, con una separación inicial del orden del tamaño de la Tierra, y fusionarse en el plazo de unos minutos. El agujero negro individual recién formado se alimentó entonces de la materia que seguía precipitándose hacia la zona, consumiendo cada segundo una cantidad de materia equivalente al Sol y energizando chorros de materia que lanzó hacia el exterior generándose a partir de esto el brote de rayos gamma.

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