Los agujeros negros ampliados pueden alcanzar alrededor del 10 por ciento de la velocidad de la luz, dicen los científicos: ScienceAlert

Los agujeros negros podrían estar atravesando el Universo a velocidades asombrosas, poco menos del 10% de la velocidad de la luz.

Según simulaciones de colisiones entre estos objetos extremos, esta es la velocidad máxima que pueden alcanzar los agujeros negros tras una colisión energética.

Es mucho más rápido que cálculos previoslo que sugiere que, si bien todavía tenemos mucho que aprender sobre cómo colisionan los agujeros negros, nos estamos acercando a comprender estos eventos violentos y sus consecuencias.

«Pudimos proporcionar una estimación precisa del retroceso final, producto de la colisión de alta energía de dos agujeros negros», escriben los investigadores James Healy y Carlos Lousto del Instituto de Tecnología de Rochester.

«La extrapolación a rotaciones extremas nos llevó a estimar 28.562 ± 342 kilómetros por segundo para el retroceso final, colocando así un límite inferior al 10% de la velocidad de la luz».

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Cuando dos agujeros negros se fusionan, el producto final no necesariamente termina ocupando la posición orbital galáctica original como binario. La colisión, dependiendo de su energía, puede producir retroceso que «lanzan» el último agujero negro, producto de los dos originales, en una nueva trayectoria y velocidad.

Esto ocurre cuando la energía gravitacional se distribuye de manera desigual, y se emite más en una dirección, como resultado de masas o espines desiguales, o ambos, en el par de agujeros negros antes de la fusión.

Estimaciones anteriores situaban la velocidad máxima que podría alcanzarse mediante este efecto en torno a 5.000 kilómetros (3107 millas) por segundo en relación con su punto de origen.

Hasta la fecha se ha detectado un agujero negro en aceleración que los científicos creen que fue producto de una patada de retroceso. El esta viajando 1.542 kilómetros por segundo. Pero definir los límites del proceso puede ayudar a los astrónomos a comprender con qué frecuencia ocurre.

Esta es información crucial para la ciencia de los agujeros negros. Por ejemplo, hemos detectado agujeros negros que son más masivos de lo que la teoría sugiere que deberían ser.

Una gran cantidad de agujeros negros que giran zumbando después de ser golpeados por una colisión podrían explicarlo. Más agujeros negros en movimiento aumentan las posibilidades de colisiones, lo que podría producir agujeros negros más masivos límite de masa para el colapso del núcleo.

Healy y Lousto utilizaron una supercomputadora para ejecutar 1.381 simulaciones numéricas completas de colisiones entre dos agujeros negros igualmente masivos con espines opuestos apuntando a lo largo de su plano orbital.

Así alcanzaron su velocidad máxima: 28.562 kilómetros (17.748 millas) por segundo. Eso es más de 100 millones de kilómetros por hora. La velocidad de escape de un objeto que atraviesa la Vía Láctea desde la vecindad solar es 497 kilómetros por segundo.

El objeto más rápido jamás construido por el hombre es la sonda solar Parker, que ha alcanzado 163 kilómetros segundo en 2021.

Entonces, ¿agujeros negros en condiciones óptimas de colisión? Rápido bastante peligroso. Afortunadamente, es bastante poco probable que ocurra el escenario exacto utilizado por los investigadores; pero el descubrimiento de límites extremos define el terreno para futuros estudios.

En realidad, es reconfortante saber eso. Un estudio realizado hace unos años descubrió que podría haber cientos de agujeros negros impulsados ​​por el retroceso girando alrededor de la Vía Láctea justo cuando lees estas palabras.

Si viajan un poco más lento, la idea parece un poco menos intimidante (aunque es poco probable que nos afecten de todos modos).

Healy y Lousto también notaron que la rotación y orientación de los agujeros negros en su simulación eran críticas para la velocidad de la patada resultante. Planean explorar el papel del giro con más detalle en un artículo futuro.

La investigación fue publicada en Cartas de revisión física.