Un equipo internacional de investigadores acaba de anunciar el descubrimiento de no menos de 25 nuevas ondas gravitacionales, tres de las cuales se originan en una estrella de neutrones y un agujero negro.
Las ondas gravitacionales son fenómenos increíbles. Observadas por primera vez en 2015, estas ondas de un nuevo tipo habían sido predichas en 1905 por el Poincaré francés y confirmadas en la teoría de la relatividad general de Albert Einstein. A menudo son el resultado de una colisión entre dos gigantes en el espacio, generalmente agujeros negros, pero también pueden ser estrellas de neutrones dependiendo de la situación. O una colisión mixta entre un agujero negro y una estrella de neutrones. Esta onda luego se propaga a través del espacio-tiempo, la mejor manera de imaginarla e imaginar una piedra cayendo en un charco.
La onda de choque que se extiende a la superficie del agua es una hermosa representación de lo que es una onda gravitacional, en la escala del Cosmos. Con la diferencia de que estos últimos son invisibles a simple vista, y que para encontrarlos son necesarios instrumentos muy precisos, y específicamente diseñados para su investigación. Es esta dificultad de análisis la que retrasó tanto el primer descubrimiento «directo» de una onda gravitacional.
Pero desde 2015, y el establecimiento de los tres principales observatorios sobre este tema, LIGO (en Estados Unidos), VIRGO (en Italia) y KAGRA (en Japón), los descubrimientos se han multiplicado y esta semana es un «Tsunami» que ha invadido el mundo científico. Se detectaron no menos de 35 nuevas ondas, lo que eleva el número total de descubrimientos a 90. Si bien la mayoría de ellas provienen de fusiones de agujeros negros de varios tamaños, algunas de estas perturbaciones en el espacio-tiempo han atraído la atención de los científicos.
3 estrellas de neutrones y 32 fusiones de agujeros negros
Así, de las 35 ondas gravitacionales identificadas por los observatorios durante un estudio conjunto realizado entre noviembre de 2019 y marzo de 2020, solo tres se debieron a una colisión entre una estrella de neutrones y un agujero negro. Este es, por ejemplo, el caso de GW191219_163120 que es el resultado de una colisión entre un agujero negro y una estrella de neutrones relativamente débil, de solo 1.2 masas solares, donde el peso promedio de una estrella de este tipo es generalmente de 1.4 masas solares o más. Las otras colisiones entre estrellas de neutrones y agujeros negros ocurrieron entre estrellas de 1,4 y 2,8 masas solares, respectivamente.
Para este último, los científicos no han logrado saber si de hecho se trataba de una estrella de neutrones sorprendentemente pesada o de un agujero negro que sería muy ligero. En cuanto a las 32 fusiones de agujeros negros, la más pesada alcanza las 145 masas solares, mientras que la más ligera apenas alcanza las 18. Aunque se descubrieron muy recientemente, las ondas gravitacionales se han teorizado durante décadas, y el consenso científico se obtuvo en la Conferencia de Chapel Hill en 1957.
Nuestro nuevo @LIGO @ego_virgo @KAGRA_PR catalogar # GWTC3 incluye todos los #Gravitacionales eventos detectados durante nuestras primeras 3 carreras de observación # O1 # O2 y # O3. Nos encanta este nuevo póster, de @ARC_OzGRavCarl Knox, que muestra todos nuestros eventos. https://t.co/43rLJ247SR pic.twitter.com/hK09zvE0MM
– LIGO (@LIGO) 8 de noviembre de 2021
Estudiarlos como población y no como eventos
Este descubrimiento sigue siendo un gran avance en el mundo de la cosmología, de hecho es posible que los científicos estudien muchos casos de encuentros entre estrellas de neutrones y agujeros negros, o simplemente entre dos agujeros negros. La idea ahora será remontar la historia de estas dos estrellas para saber cuándo y cómo nacieron. Una investigación que promete ser larga, pero que podría dar respuestas muy interesantes sobre el origen de los agujeros negros o sobre su evolución a lo largo de su vida.
Más interesante aún, este descubrimiento de una gran cantidad de ondas gravitacionales debería permitir a los investigadores estudiar este fenómeno como un todo y no como un caso aislado. «Hay características que vemos en estas distribuciones que aún no podemos explicar, lo que abre algunas preguntas de investigación interesantes para explorar en el futuro»., asegura Shanika Galaudage, investigadora de la Universidad de Monach en Australia.
