Cuando dos cuerpos pesados chocan, no siempre se quedan en su lugar. Los agujeros negros reciben una patada poderosa durante la fusión, como el retroceso de un disparo, solo que en lugar de pólvora actúa la curvatura del espacio. Esa patada puede expulsar al nuevo agujero del centro de la galaxia o incluso más allá.
Los autores del trabajo analizaron datos de los observatorios de ondas gravitacionales LIGO y Virgo de varios años. Calcularon las velocidades de retroceso para eventos individuales y para toda la población. Para dos eventos lograron estimaciones bastante precisas: el agujero negro GW231028-153006 salió despedido a unos 839 km/s, y el GW231123-135430 a unos 974 km/s. Esto es cientos de veces más rápido que una bala.
Pero en la mayoría de los eventos las velocidades quedaron inciertas: los datos no permiten decir con precisión qué tan fuerte fue la patada. Por eso, los científicos fueron más allá y estimaron la distribución de velocidades para todos los agujeros negros que se fusionan. Resultó que la velocidad de retroceso mediana es de aproximadamente 300–330 km/s. Esto significa que la mitad de los nuevos agujeros sale más lento que esa cifra y la otra mitad, más rápido.
Luego, los autores calcularon si diferentes tipos de cúmulos estelares y galaxias podrían retener a estos agujeros. En los cúmulos globulares, enjambres densos de estrellas viejas, la gravedad es débil, por lo que solo se retiene al 2–3% de los agujeros fusionados. En los cúmulos estelares nucleares, que están en los centros de las galaxias, la retención es mayor: 28–32%. Las galaxias enanas retienen el 25–29%, y las elípticas gigantes casi todas: 92–94%.
Pero retener no significa devolver al centro. El agujero puede vagar mucho tiempo en las afueras del cúmulo, como una pelota que salió del campo pero no pasó la valla. Los autores calcularon cuánto tiempo se necesita para que la fricción con las estrellas devuelva al agujero al núcleo. Resultó que en los cúmulos globulares y en los cúmulos nucleares este plazo puede ser muy largo, más que la edad del universo. Y eso significa que incluso un agujero retenido no tendrá tiempo de encontrar pareja para una nueva fusión.
Esto cambia el panorama de cómo crecen los agujeros negros. Antes se pensaba que si un agujero permanecía en el cúmulo, tarde o temprano se fusionaría de nuevo. Ahora está claro: no basta con retenerlo, además debe regresar al meollo de la acción. En los cúmulos globulares esto es casi imposible, por lo que allí las fusiones jerárquicas —cuando un agujero se fusiona y luego su descendiente se fusiona de nuevo— son raras. Pero en las galaxias elípticas masivas, donde la gravedad mantiene todo firmemente en su lugar, los agujeros negros pueden crecer como una bola de nieve.
La velocidad de retroceso de un agujero negro puede alcanzar miles de kilómetros por segundo, más rápido que el movimiento de la Tierra alrededor del Sol (unos 30 km/s).
En la película Interestelar, el agujero negro Gargantúa se muestra inmóvil, pero los agujeros reales tras una fusión pueden desplazarse a través de la galaxia dejando una estela de estrellas.