El "problema del pársec final" podría haberse resuelto: la clave estaría en la materia oscura

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Un pársec es una unidad astronómica que equivale a 3,2616 años luz. Su nombre deriva del concepto parallax of one arc second (en español, “paralaje de un segundo arco”). Por su parte, los agujeros negros supermasivos (SMBH, por sus siglas en inglés) son los objetos astronómicos de mayor tamaño. Un buen ejemplo de ello es el situado en el centro de la Vía Láctea, cuyo nombre es Sagitario A* y que se ubica a 26.000 años luz de la Tierra. Es decir, a unos 7.971 pársecs.

Uno de los grandes misterios que siguen envolviendo a los SMBH es su capacidad para fusionarse. En el universo hay indicios de que eventos de este tipo se han producido. Es más, el Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferómetro Láser (LIGO) ha detectado ondulaciones espacio-temporales que indican la fusión de agujeros negros de masa estelar, que son sensiblemente más pequeños.

Por tanto, que dos SMBH pudiesen unirse creando uno solo debería ser físicamente posible. El problema es que, a lo largo de los últimos años, esta teoría ha chocado con las matemáticas. Y es que las simulaciones realizadas hasta ahora indicaban que, cuando dos SMBH se aproximan en su movimiento en espiral, su avance se detenía al llegar a la distancia de un pársec, lo que generaba incertidumbre sobre si estas fusiones eran la fuente del fondo de ondas gravitacionales observado en el universo.

El problema del pársec final

Lo descrito anteriormente fue bautizado como “el problema del pársec final”, el cual hacía imposible explicar en términos matemáticos la fusión de dos SMBH. De hecho, hacía suponer que uno orbitaría alrededor de otro de forma indefinida. Hasta ahora. Un equipo de astrofísicos ha encontrado una posible solución gracias a la materia oscura, una sustancia misteriosa que constituye gran parte del universo y que podría ser la clave para superar esta barrera.

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El estudio, publicado en la revista Physical Review Letters, ha revelado que las partículas de materia oscura no solo interactúan con los SMBH, sino que también lo hacen entre ellas, lo que permite mantener la densidad del halo que rodea a estos agujeros negros. Estas interacciones continuas podrían permitir que los SMBH sigan perdiendo energía y reduciendo sus órbitas, superando la barrera del pársec final y permitiendo su fusión definitiva.

En una nota de prensa, Gonzalo Alonso-Álvarez, uno de los autores del estudio y profesor de la Universidad de Toronto, ha indicado que la evolución de las órbitas de los SMBH es muy sensible a la microfísica de la materia oscura, lo que podría ofrecer nuevas pistas sobre la naturaleza de esta sustancia que todavía nos resulta bastante esquiva.

El nuevo modelo propuesto refuerza la hipótesis de que las fusiones de SMBH son responsables del fondo de ondas gravitacionales, sugiriendo que futuras observaciones podrían confirmar estas interacciones. Instrumentos como el Pulsar Timing Array podrían desempeñar un papel crucial en la verificación de estas predicciones, lo que abriría nuevas oportunidades para explorar tanto los SMBH como la materia oscura.