Los agujeros negros siguen siendo uno de los fenómenos más enigmáticos de la astrofísica. Aunque el término "agujero negro" sugiere un vacío, estos objetos son regiones del espacio-tiempo donde la materia se comprime hasta alcanzar una singularidad (un punto infinitamente denso) y al mismo tiempo se ocultan de toda radiación electromagnética. Los detectamos observando su influencia gravitacional en las estrellas, el gas y la luz cercanos.
Los agujeros negros se agrupan tradicionalmente en tres regímenes de masa:masa estelar, masa intermedia (IMBH) y supermasivo. Los agujeros de masa estelar varían entre unos pocos y varios cientos de masas solares, mientras que los agujeros negros supermasivos pueden pesar entre millones y miles de millones de masas solares. La categoría intermedia (aproximadamente entre 100 y varios cientos de miles de masas solares) ha eludido la confirmación, ganándose el sobrenombre de agujeros negros de “eslabón perdido”. Su escasez se debe a la dificultad de detectar las ondas gravitacionales de baja frecuencia que emiten durante las fusiones.
En una publicación reciente en Astrophysical Journal Letters, un equipo dirigido por el profesor asistente Karan Jani de la Universidad de Vanderbilt volvió a examinar datos de los observatorios de ondas gravitacionales LIGO y Virgo. Aplicando modelos de formas de onda de última generación, la herramienta de inferencia bayesiana RIFT y técnicas de aprendizaje automático para suprimir el ruido de fondo, los investigadores identificaron cinco eventos (de once posibles fusiones registradas durante la tercera serie de observaciones) consistentes con la creación de agujeros negros de masa intermedia ubicados entre 2,5 mil millones y 37 mil millones de años luz de la Tierra.
Confirmar la existencia de IMBH proporciona información fundamental sobre cómo crecen los agujeros negros a lo largo del tiempo cósmico. Los detectores terrestres actuales como LIGO capturan sólo los últimos segundos de una fusión, lo que limita nuestra comprensión de la dinámica previa a la fusión que produce sistemas de masa intermedia. El nuevo análisis demuestra que, con modelos refinados y reducción de ruido avanzada, es posible extraer estas señales débiles de los datos existentes.
De cara al futuro, los observatorios espaciales previstos, como la Antena Espacial con Interferómetro Láser (LISA), cuyo lanzamiento está previsto para la década de 2030, funcionarán a frecuencias más bajas y podrán seguir las fusiones de IMBH durante períodos prolongados. También se están explorando detectores lunares, libres de las perturbaciones sísmicas y atmosféricas de la Tierra, como plataformas complementarias para sondear ondas gravitacionales de baja frecuencia.
Al descubrir estos esquivos agujeros negros de masa intermedia y delinear vías para su detección futura, los astrónomos están cerrando una brecha de larga data en nuestro conocimiento sobre la evolución de los agujeros negros, desde los restos de las primeras estrellas hasta los gigantes supermasivos que anclan las galaxias.
