Detectar la materia oculta cerca de un agujero negro podría dejar de ser un problema imposible gracias a un nuevo método teórico. Cuando dos agujeros negros se fusionan, el objeto que nace de esa unión emite ondas gravitacionales con frecuencias muy concretas, casi como el tañido de una campana. Esa fase brevísima tiene un nombre, ringdown, y podría contarnos mucho más de lo que imaginábamos sobre lo que rodea a estos gigantes cósmicos.
Según lo que dejó escrito Einstein, esas ondas dependen sobre todo de dos cosas, la masa del agujero negro y la velocidad a la que gira. Pero la pregunta que se hicieron los investigadores es distinta. ¿Y si el espaciotiempo alrededor estuviera modificado por materia extra o por otros efectos? Un estudio publicado en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics plantea justo eso, que el ambiente influya en esas vibraciones y que el ringdown termine revelando información sobre la materia escondida.
Cómo la materia deja su huella en las ondas
El equipo, dirigido por investigadores de la Universidad de Nagoya en Japón, encontró una forma de rastrear esa materia a partir de los cambios en las ondas gravitacionales. Y hallaron algo curioso, la materia no las afecta de manera uniforme. La frecuencia y la velocidad con la que se apagan responden de forma diferente, y esa diferencia podría decirnos cómo se distribuye la materia alrededor.
Ariadna Uxue, autora del trabajo, lo explica con un ejemplo sencillo. Antes de la fusión los dos agujeros orbitan entre sí y emiten ondas. Al unirse, se perturban un momento hasta estabilizarse. Durante esa etapa las perturbaciones oscilan y decaen, y eso es el ringdown. Los agujeros negros, recuerda la investigadora, no están aislados. Pueden estar rodeados de gas, plasma, discos de acreción y otras formas de materia.
Link affiliatoAquí entra el concepto de pelo, un patrón en la señal que podría diferenciar un agujero negro de otro. Detectar esos cambios permitiría estudiar la gravedad en una región extrema. Las ondas gravitacionales se miden con instrumentos muy sensibles como LIGO, Virgo y KAGRA, aunque en esta investigación no se ha medido nada, es puro trabajo teórico.
El equipo probó su enfoque en tres agujeros negros teóricos conocidos, estudiando la luz que orbita en el sentido del giro y la que lo hace al contrario. Los resultados son estimaciones preliminares y podrían guiar futuros estudios sobre cómo el pelo se refleja en el ringdown.
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Imagen: agenciasinc.es