Agujeros negros gemelos: por qué los ligeros son perezosos y los pesados, peonzas exprés
Dos patinadores artísticos giran sobre el hielo. Uno es ligero y cauteloso, apenas rota. El otro es masivo y veloz, gira con todas sus fuerzas y además en direcciones distintas. Más o menos así es el panorama que han dibujado las ondas gravitacionales de la fusión de agujeros negros.
Los científicos analizaron los datos del cuarto catálogo de LIGO–Virgo–KAGRA y descubrieron que la velocidad de rotación de los agujeros negros en un par depende fuertemente de su masa. Los agujeros negros ligeros, de hasta 35–50 masas solares, apenas giran: su espín (medida de la rotación) no supera 0,2 del máximo posible. Los pesados, de 70 masas solares o más, giran a tope: en promedio alrededor de 0,7 del límite, y a menudo con desequilibrio: un agujero del par puede girar rápido mientras el otro lo hace notablemente más lento.
La rotación lenta de los agujeros ligeros encaja con el escenario en el que ambas estrellas nacieron juntas y llevaron una vida tranquila, sin acumular rotación extra. La rotación rápida y asimétrica de los pesados se parece más al resultado de fusiones repetidas en cúmulos estelares densos o de capturas caóticas. Sin embargo, los datos no mostraron la clara señal esperada de fusiones "jerárquicas", en las que un agujero siempre gira más rápido que el otro. Una vez más, la naturaleza resultó ser más compleja.
Este retrato de la rotación es un nuevo objetivo para los teóricos. Ahora los modelos de formación de agujeros negros binarios deben explicar no solo las masas, sino también cómo estas se relacionan con la rotación de cada agujero por separado.
El espín de un agujero negro se mide con un número de 0 a 1. Un agujero con espín máximo 1 gira tan rápido que su horizonte de sucesos se mueve casi a la velocidad de la luz.
En la película 'Interstellar', el agujero negro supermasivo Gargantúa gira casi con el espín máximo, lo que provoca la extrema dilatación del tiempo en el planeta Miller.