Los físicos han descrito cómo las observaciones de ondas gravitacionales limitan las posibles explicaciones para la formación de agujeros negros fuera de nuestra galaxia; o giran más lentamente que los agujeros negros de nuestra propia galaxia o giran rápidamente, pero se "dan vueltas" con giros orientados aleatoriamente a su órbita.

El papel, publicado en Naturaleza , se basa en datos que se obtuvieron después de observaciones históricas de ondas gravitacionales realizadas por el detector de ondas gravitacionales LIGO en 2015 y nuevamente en 2017.

En nuestra propia galaxia hemos podido observar electromagnéticamente agujeros negros orbitados por estrellas y mapear su comportamiento, en particular su rápido giro.

Las ondas gravitacionales transportan información sobre los dramáticos orígenes del negro que no se puede obtener de otra manera. Los físicos concluyeron que las primeras ondas gravitacionales detectadas, en septiembre de 2015, se produjeron durante la última fracción de segundo de la fusión de dos agujeros negros para producir un solo, agujero negro giratorio más masivo. Se habían predicho colisiones de dos agujeros negros, pero nunca observado.

Como tal, Las ondas gravitacionales presentan la mejor y única forma de obtener una visión profunda de la población de agujeros negros binarios de masa estelar más allá de nuestra galaxia. Este artículo afirma que los agujeros negros vistos a través de ondas gravitacionales son diferentes a los vistos anteriormente en nuestra galaxia en una de dos formas posibles.

La primera posibilidad es que los agujeros negros estén girando lentamente. Si ese es el caso, sugiere que algo diferente está sucediendo con las estrellas que forman estos agujeros negros que los observados en nuestra galaxia.

La segunda posibilidad es que los agujeros negros estén girando rápidamente, muy parecidos a los de nuestra galaxia, pero se han "caído" durante la formación y, por lo tanto, ya no están alineados con la órbita. Si este es el caso, significaría que los agujeros negros viven en un entorno denso, muy probablemente dentro de cúmulos estelares. Eso daría lugar a una formación considerablemente más dinámica.

Hay, sin embargo, también la posibilidad de que ambas posibilidades sean ciertas:que hay casos de agujeros negros que giran lentamente en el campo y casos de agujeros negros que giran rápidamente en un entorno denso.

Dr. Will Farr, de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Birmingham, explicado, "Al presentar estas dos explicaciones del comportamiento observado, y descartando otros escenarios, les estamos proporcionando a los que estudian y tratan de explicar la formación de los agujeros negros un objetivo a alcanzar. En nuestro campo, saber la pregunta a formular es casi tan importante como obtener la respuesta en sí ".

Profesor Ilya Mandel, también de la Universidad de Birmingham, agregó "Sabremos qué explicación es la correcta en los próximos años. Esto es algo que solo ha sido posible gracias a las detecciones de ondas gravitacionales de LIGO en los últimos años. Este campo está en su infancia; estoy seguro de que en un futuro cercano, miraremos hacia atrás en estas primeras detecciones y modelos rudimentarios con nostalgia y una mejor comprensión de cómo se forman estos exóticos sistemas binarios ".

El equipo fue dirigido por investigadores de la Universidad de Birmingham en el Reino Unido junto con la Universidad de Maryland. Universidad de Chicago e Instituto Kavli de Física Teórica en EE. UU.