Dos agujeros negros giran en una danza estrecha, y a su alrededor nace algo asombroso: una molécula gravitacional. Una nube de bosones ultraligeros, partículas con masa menor que un electronvoltio, envuelve al par como la nube electrónica en el ion H2+. Solo que aquí los núcleos son los agujeros negros y el electrón es un campo extendido a lo largo de decenas de kilómetros. Esta danza no es perfecta: la parte interna de la molécula gira al compás de la órbita, mientras que la externa se queda atrás, y de ello brotan chispas: los bosones escapan del estado ligado. Los físicos llaman a este proceso ionización.

Antes no estaba claro cómo se comporta esta nube cuando los agujeros negros tienen masas comparables. Los investigadores simularon la danza en una supercomputadora: tomaron masas iguales, una distancia de 20 masas del agujero negro y una masa del bosón de 0.2 en unidades de la masa del agujero negro. Obtuvieron un radio de Bohr de 25M, el tamaño característico del átomo gravitacional. Resultó que la región interna, hasta la mitad de la distancia entre los agujeros, rota junto con la órbita, mientras que la externa se queda atrás. Los picos de ionización en el espectro aparecen en frecuencias desplazadas de los estados ligados por múltiplos enteros de la frecuencia orbital. Para órbitas circulares domina un modo; para excéntricas, otro, con amplitud que crece como una potencia de la excentricidad.

Este descubrimiento cambia el panorama de la evolución de los agujeros negros binarios. La ionización puede extraer energía y momento angular más rápido que la emisión de ondas gravitacionales, especialmente en las etapas tempranas. En el espectro del fondo estocástico de ondas gravitacionales debería aparecer una ruptura característica en una frecuencia de aproximadamente 2.8 nHz para parámetros típicos. Estos datos ya se pueden buscar hoy en las observaciones de los conjuntos de púlsares de sincronización. Esto es un paso hacia la solución del enigma del último parsec: cómo los agujeros negros binarios supermasivos superan el último parsec y se fusionan. La ionización de las moléculas gravitacionales podría ser el mecanismo que acelera la fusión.

La danza de los agujeros negros y la nube de bosones continúa, y cada bosón que escapa es una chispa que se lleva energía. La molécula se deshace, la órbita se encoge y, finalmente, los agujeros negros se fusionan en uno solo. Las ondas gravitacionales de esta fusión nos traerán el recuerdo de la danza, y quizás sea en su espectro donde veamos la huella de la molécula gravitacional.