El universo está lleno de agujeros negros "imposibles": ya sabemos por qué

Un equipo internacional de astrofísicos ha encontrado pruebas sólidas de que el universo recicla agujeros negros, haciéndolos colisionar entre sí para formar objetos más masivos. Las ondas gravitacionales registradas durante los últimos años revelan que varios de los agujeros negros más pesados dentro de cúmulos estelares presentan señales claras de ser de “segunda generación”, es decir, productos de fusiones previas y, por tanto, no podrían haberse originado directamente del colapso de una estrella masiva.

Según la teoría evolutiva de las estrellas, al final de la vida de las más masivas su núcleo se comprime hasta crear un punto de densidad infinita que curva el espacio‑tiempo hasta el límite: el agujero negro clásico, con masas entre 10 y 40 veces la del Sol. Por otro lado, los agujeros negros supermasivos, que habitan el centro de las galaxias, alcanzan millones o incluso miles de millones de masas solares y su origen está ligado a los procesos que tuvieron lugar en los primeros instantes del cosmos.

Entre estos dos extremos se encuentra una categoría controvertida: los agujeros negros con masas entre 40 y 100 M☉. Resultan demasiado pesados para nacer tras la muerte de una estrella y, a la vez, no alcanzan la masa necesaria para formarse por el colapso directo de una nube de gas gigantesca. La física estelar convencional los clasifica como “imposibles”, aunque aparecen con frecuencia en los catálogos de detecciones.

La evidencia de una segunda generación

Los investigadores proponen que estos objetos “imposibles” pueden formarse al sumar dos o más agujeros negros más pequeños. La hipótesis es coherente, pero hasta hace poco no se disponía de una herramienta capaz de confirmarla. Fue entonces cuando los detectores de ondas gravitacionales, como LIGO y Virgo, entraron en escena. Estos instrumentos emplean láseres para medir la microdistorsión del espacio‑tiempo generada por la colisión de objetos extremadamente densos. La primera detección, en 2015, confirmó una fusión entre agujeros negros; desde entonces, cada nueva señal ha permitido caracterizar mejor estas estructuras y demostrar que los choques ocurren con mucha mayor frecuencia de lo que se suponía.

El estudio, publicado hoy en *Nature Astronomy*, analizó un catálogo de 153 detecciones fiables de fusiones de agujeros negros, recopiladas por los tres observatorios más importantes del mundo. De ese total, 34 eventos correspondían a objetos especialmente masivos. Al comparar todas las señales, el equipo identificó dos poblaciones distintas.

• Los agujeros negros más ligeros, de hasta ~40 M☉, mostraron giros modestos y alineaciones consistentes con un origen a partir del colapso estelar.
• Por encima de ~45 M☉ emergió una segunda población: agujeros negros más pesados, con spin rápido y orientaciones caóticas, una huella estadística que solo puede producirse si el objeto ya ha participado en una fusión previa.

“Esta es la firma exacta que esperarías si los agujeros negros se fusionaran repetidamente en densos cúmulos estelares”, declaró la doctora Isobel M. Romero‑Shaw, coautora del trabajo y miembro de la Universidad de Cardiff, en un comunicado oficial.

Hasta el momento no se ha observado directamente ninguno de estos agujeros negros “imposibles” mediante rayos X ni en el espectro visible, a diferencia de los supermasivos. Sin embargo, sus colisiones hacen vibrar el espacio‑tiempo, y esa vibración revela masas que la física estelar tradicional no puede explicar.

El hallazgo indica que los agujeros negros más pesados no nacen, sino que se construyen a lo largo del tiempo, fruto de generaciones sucesivas de fusiones en los entornos más densos del cosmos.

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