Descubren el primer sistema de triple agujero negro que desafía teorías sobre su formación

Los astrónomos acaban de encontrar algo que no debería existir: un agujero negro que sostiene gravitacionalmente no una, sino dos estrellas simultáneamente, en un descubrimiento que obliga a repensar cómo nacen estos objetos cósmicos más extremos.

El sistema, identificado como V404 Cygni, funciona de manera casi imposible de imaginar. En el centro orbita un agujero negro que devora lentamente a una estrella compañera cercana, completando una vuelta cada 6,5 días. Pero hay más: a una distancia vastísima, otra estrella también gira alrededor del mismo agujero negro, aunque su órbita es tan amplia que tarda 70.000 años en completarla. Investigadores del MIT y Caltech, cuyos hallazgos fueron publicados en la revista Nature, calculan que las probabilidades de que dos estrellas se muevan en perfecta sincronía de esta manera son de una entre 10 millones. No es coincidencia. Es un sistema genuinamente triple.

El descubrimiento plantea un problema fundamental para la física. La teoría convencional sostiene que los agujeros negros nacen cuando una estrella masiva muere en una explosión catastrófica llamada supernova, liberando una energía colosal antes de colapsar. Esa explosión debería haber arrojado hacia el espacio cualquier objeto débilmente unido en las cercanías. La estrella exterior, apenas sujeta por una gravedad tan tenue que Burdge la compara con una telaraña, no tendría razón alguna para permanecer allí. Y sin embargo, está.

Esto llevó a los investigadores a una conclusión radical: el agujero negro en V404 Cygni probablemente no se formó a través de una supernova violenta. En cambio, sugieren que la estrella progenitora simplemente se derrumbó sobre sí misma en un proceso más tranquilo, conocido como colapso directo, sin el destello final dramático. Un colapso así no habría perturbado la estrella exterior. Para probar esta hipótesis, Burdge ejecutó decenas de miles de simulaciones por computadora, variando los escenarios de cómo la tercera estrella podría haberse convertido en agujero negro. Los resultados fueron claros: el colapso directo era la única forma plausible de que el sistema triple sobreviviera intacto.

El hallazgo casi accidental comenzó cuando los físicos consultaban Aladin Lite, una base de datos en línea de observaciones astronómicas de múltiples telescopios espaciales. Mientras buscaban imágenes de la misma región del cielo capturadas por diferentes instrumentos, notaron algo inusual. Para confirmar sus sospechas, recurrieron al satélite Gaia, que ha rastreado con precisión los movimientos de todas las estrellas de la galaxia desde 2014. Analizando una década de datos de movimiento estelar, el equipo descubrió que las dos estrellas se desplazaban en tándem perfecto, como si estuvieran atadas por una cuerda invisible, mientras que las estrellas vecinas se movían de manera independiente.

La estrella exterior también reveló cuándo ocurrió todo esto. Los astrónomos observaron que está en transición hacia convertirse en una gigante roja, la fase final de la vida de una estrella. Basándose en este estado evolutivo, determinaron que la estrella exterior tiene aproximadamente 4.000 millones de años. Dado que las estrellas nacen típicamente en grupos, el sistema triple completo probablemente se formó hace ese mismo tiempo, en los primeros mil millones de años del universo.

Kevin Burdge, becario Pappalardo en el Departamento de Física del MIT y autor principal del estudio, subraya la importancia de estos hallazgos. "Creemos que la mayoría de los agujeros negros se forman a partir de explosiones violentas de estrellas, pero este descubrimiento ayuda a ponerlo en duda", afirma. El sistema abre nuevas preguntas: si V404 Cygni es un triple, ¿cuántos otros sistemas así existen sin ser detectados? ¿Qué tan común es el colapso directo como mecanismo de formación de agujeros negros? El descubrimiento no cierra preguntas; las multiplica, invitando a los astrónomos a reconsiderar los fundamentos de cómo estos objetos más misteriosos del universo nacen y evolucionan.