¿Cómo son las ondas gravitacionales de los agujeros negros más gigantescos?

Si dos galaxias colisionan, la fusión de sus agujeros negros centrales desencadena ondas gravitacionales, con una ondulación que recorre el espacio.

Un equipo de investigación internacional con participación de la Universidad de Zurich ahora ha calculado que esto ocurre alrededor de 10 millones de años después de que las dos galaxias se fusionen, mucho más rápido de lo que se suponía.

En su teoría general de la relatividad Albert Einstein predijo las ondas gravitacionales hace más de un siglo; este año fueron detectadas directamente por primera vez. El observatorio LIGO de Estados Unidos registró tales curvaturas en el espacio de la Tierra, que fueron causadas por la fusión de dos agujeros negros.

Hasta ahora, sin embargo, no había sido posible predecir de manera concluyente el punto en que las ondas gravitacionales se activan y se extienden por todo el espacio cuando las galaxias se fusionan.

Un equipo internacional de astrofísicos de la Universidad de Zúrich, el Instituto de Tecnología Espacial de Islamabad, la Universidad de Heidelberg y la Academia China de Ciencias ha calculado ahora por primera vez ese momento, usando una compleja simulación.

Con la ayuda de superordenadores, los investigadores calcularon el tiempo que dos agujeros negros centrales con alrededor de 100 millones de masas solares necesitan para emitir ondas gravitacionales después de que sus galaxias se hayan fusionado, informa la Universidad de Zurich.

«El resultado es sorprendente», ha explicado Lucio Mayer del Instituto de Ciencias de la Computación de la Universidad de Zurich: «La fusión de los dos agujeros negros desencadenó las primeras ondas gravitacionales después de 10 millones de años - alrededor de 100 veces más rápido de lo que se había pensado».

La simulación por ordenador, que tardó más de un año en ser procesada, se llevó a cabo en China, Zurich y Heidelberg. El proyecto requirió un enfoque computacional innovador con varios códigos numéricos en diferentes superordenadores. En el contenido del proceso, cada superordenador fue responsable de calcular una determinada fase de la convergencia orbital de los dos agujeros negros masivos y sus galaxias madre.

En comparación con los modelos anteriores, en esta ocasión se incluyó la relación entre les órbitas de los agujeros negros centrales y la estructura realista de las galaxias. «Nuestros cálculos permiten un pronóstico robusto para la fusión de agujeros negros supermasivos en la etapa temprana del universo», ha explicado Mayer.