Evidencia de una “zona prohibida” en la masa de los agujeros negros
La teoría estelar ha predicho la existencia de un rango de masas “prohibido” para los agujeros negros, situado aproximadamente entre las 50 y 130 masas solares ($M_odot$), debido a las supernovas de inestabilidad de pares. Aunque la evidencia de este vacío había sido esquiva para la astronomía de ondas gravitacionales, nuevos datos sugieren que esta “zona prohibida” es real.
Según un estudio publicado en nature.com, el cuarto Catálogo de Transitorios de Ondas Gravitacionales (GWTC-4) de LIGO-Virgo-KAGRA muestra evidencia de un hueco de inestabilidad de pares claro. El límite inferior de este vacío se ha situado en $44_{-4}^{+5} M_odot$ (con un 90% de credibilidad).
Un detalle fundamental de este hallazgo es que el hueco no está presente en la distribución de las masas primarias ($m_1$), que representan el agujero negro más grande de un sistema binario. En cambio, aparece de forma inequívoca en la distribución de las masas secundarias ($m_2$), donde $m_2 leq m_1$.
Este fenómeno ha llevado a los investigadores a interpretar la existencia de una subpoblación de fusiones jerárquicas. En estos casos, el componente primario es el resultado de una fusión previa de agujeros negros, lo que le permite poblar el rango de masa del hueco. Como dato adicional, se ha observado que los binarios con componentes primarios dentro de este rango tienden a girar más rápidamente que aquellos que se encuentran por debajo del hueco.
Además de aportar claridad sobre la evolución estelar y la posibilidad de que estrellas masivas exploten sin formar agujeros negros, como sugiere un reporte de Daily Sabah, la medición de la ubicación de este hueco permite restringir el factor S para $^{12}C(alpha, gamma)^{16}O$ a 300 keV en $26_{-108}^{+190} text{ keV barns}$.
Este avance, apoyado también por análisis reportados en Phys.org, refuerza la comprensión de cómo las ondas gravitacionales pueden revelar zonas prohibidas para los agujeros negros de origen estelar.
