Con la ayuda de LIGO-VIRGO (LVC), se han localizado 90 señales de ondas gravitacionales. Estás ondas son perturbaciones en el espacio-tiempo que indicaron eventos, como la fusión de agujeros negros binarios (BBH). En 2019 las observaciones se hicieron por 6 meses y se informó de 44 señales. 

Pero algo atípico se escondía en estos datos. Al ampliar la búsqueda un grupo internacional de científicos, examinó nuevamente los datos encontraron 10 fusiones de agujeros negros binarios adicionales. Estas fusiones, fuera de la observación de LVC. Las nuevas fusiones apuntarían a escenarios que solo pueden estudiarse usando ondas gravitacionales. 

Seth Olsen, autor del estudio se refiere a ese punto en los siguientes términos:  «Con las ondas gravitacionales, ahora estamos comenzando a observar la gran variedad de agujeros negros que se han fusionado en los últimos miles de millones de años»

«Cada observación contribuye a nuestra comprensión de cómo se forman y evolucionan los agujeros negros, continúa Olsen, y la clave para reconocerlos es encontrar formas eficientes de separar las señales del ruido».

El autor ha presentado este trabajo en la reunió de abril de la American Physical Society.

Las observaciones

Los investigadores usaron una serie de datos y observaciones de LVC. Foto cortesía. 

Las observaciones incluyeron fenómenos de agujeros negros con alta y baja masa, llenando los  espacios vacíos del espectro de masas de los agujeros negros donde se detectó pocas fuentes. La gran mayoría de los modelos de física nuclear indican que una estrella con masa entre 50 y 150 veces la masa del Sol, no colapsa en agujero negro. 

Indica  Olsen: «Cuando encontramos un agujero negro en este rango de masas, nos dice que hay más en la historia de cómo se formó el sistema, ya que existe una buena probabilidad de que un agujero negro con brecha de masa superior sea el producto de una fusión de agujeros negros anterior».

Por otro lado los modelos de física nuclear también sugieren que las estrellas con dos veces la masa del Sol, se convierten en estrellas de neutrones y no en agujeros negros. Pero muchos de los agujeros negros observados tienen más de cinco veces la masa del Sol. 

Las observaciones de las fusiones de agujeros negros de baja masa podrían cerrar una brecha; la que se encuentra entre las estrellas de neutrones y los agujeros negros, tanto los ligeros como los más pesados ya conocidos. Sin embargo, de estos últimos se habían detectado una pequeña cantidad de agujeros negros, pero se cree entre los expertos que este tipo de sistemas son más comunes de lo pensado.

Los investigadores también incluyeron la observación de un agujero negro muy pesado. El mismo gira en una dirección y engulle a otro de menor tamaño que gira en dirección apuesta. 

El autor explica: «El giro del agujero negro más pesado no está exactamente antialineado con la órbita, sino que está inclinado en algún lugar entre los lados y al revés, lo que nos dice que este sistema puede provenir de una subpoblación interesante de fusiones BBH donde los ángulos entre las órbitas de BBH y los giros del agujero negro son todos aleatorios».

El estudio

Adicionalmente los científicos descubrieron 10 señales de fusión de agujeros negros. Foto cortesía. 

Para encontrar 10 fusiones de agujeros negros binarios adicionales, Olsen y su colegas analizaron datos de LVC, utilizando tuberías de IAS. Este método fue desarrollado en el Instituto de Estudios Avanzados y encabezado por el astrofísico de Princeton Matias Zaldarriaga. En primer lugar, incorporaron un análisis de datos avanzados y técnicas numéricas para mejorar el procesamiento de señales de las tuberías LVC. En segundo lugar usaron una metodología, estadística que si bien sacrifico cierta sensibilidad de las fuente, para ganar un mayor enfoque el LVC. Se espera que este estudio siente precedentes en cuanto a futuras investigaciones relacionadas con agujeros negros binarios. 


Ilibis Reyes Ortega

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