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Crece el misterio alrededor de qué objetos han chocado en las nuevas ondas gravitacionales detectadas

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Imagen conceptual de un agujero negro absorbiendo una estrella de neutrones.
Ilustración: Carl Knox, OzGrav ARC Centre of Excellence

La semana pasada, los científicos que trabajan en el observatorio LIGO de ondas gravitacionales registraron un nuevo temblor en el espacio-tiempo. La hipótesis era que las ondas habían sido causadas por la colisión entre un agujero negro y una estrella de neutrones, pero ahora ya no están tan seguros.

Las primeras mediciones de estas nuevas ondas gravitacionales realizadas por LIGO apuntaban a que un agujero negro había devorado una estrella de neutrones, pero sin una medición del fenómeno en el espectro electromagnético es muy difícil saber si se trata de ese evento o de una fusión entre dos agujeros negros. Cualquiera de las dos posibilidades es muy interesante para esta nueva rama de la astrofísica que estudia las perturbaciones gravitacionales que llegan hasta nuestro planeta. Susan Scott, profesora de la Universidad Nacional de Australia nos explica:

No tenemos constancia de agujeros negros en el universo con menos de cinco masas solares. Ahora mismo estimamos que la masa del objeto más pequeño que ha colisionado era de tres masas solares. Si se trata de un agujero negro, es significativamente más pequeño que cualquier otro del que hemos oído hablar nunca.

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El pasado 14 de agosto, los científicos que operaban los dos interferómetros láser del Observatorio Gravitacional LIGO reportaron un nuevo grupo de ondas gravitacionales bautizado como S190814bv. El descubrimiento fue confirmado por el interferómetro Gravitacional Virgo. El origen del evento fue la colisión entre dos masas a 900 millones de años luz, una de ellas era unas cinco veces la de nuestro Sol, y la otra tres veces nuestra estrella.

Los cálculos iniciales sugieren que el evento procede de la colisión entre un agujero negro y una estrella de neutrones. Ambos son los dos tipos de objeto con mayor densidad que conocemos en el universo. De hecho, es la prueba más fiable de que disponemos de un agujero negro colisionando con una estrella de neutrones. Las teorías predecían que el choque entre ambos objetos produciría una brutal emisión de radiación electromagnética denominada kilonova de manera similar a cuando dos estrellas de neutrones colisionan. Por eso, nada más conocerse el resultado del análisis de ondas gravitacionales, los científicos comenzaron a explorar el firmamento en busca de la contrapartida electromagnética de S190814bv.

Una de las misiones de búsqueda realizada desde el observatorio de 6,5 metros en Las Campanas, Chile ya ha publicado sus resultados en Arxiv. No han encontrado rastro alguno de radiación electromagnética proveniente de esa supuesta colisión entre una estrella de neutrones y un agujero negro. Edo Berger, profesor de astronomía en la Universidad de Harvard y uno de los firmantes de ese estudio explica:

No haber encontrado nada nos deja con una anomalía. Vamos a tener que esperar unos meses hasta que LIGO y Virgo publiquen su análisis sobre estas ondas gravitacionales, pero sospecho que el origen de este nuevo grupo de ondas va a permanecer ambiguo.

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El hecho de que no hayamos registrado radiación electromagnética no significa que esta no esté ahí. 900 años luz es una distancia enorme, muy superior incluso a la registrada en la colisión entre estrellas de neutrones del pasado mes de agosto de 2017. En aquella colisión tuvimos mucha suerte porque era cerca y se daban todos los ingredientes para analizarla con precisión.

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Algunos modelos predicen que quizá la colisión entre un agujero negro y una estrella de neutrones deja una huella electromagnética mucho menor. Quizá incluso no haya prácticamente emisiones si la diferencia entre la masa del agujero negro y la estrella es muy grande a favor del primero. Quizá el abismo negro simplemente engulle la estrella.

Los indicios de que disponemos hasta ahora sugieren que hacen falta muchas más evidencias para dar por buena la hipótesis de colisión entre un agujero negro y una estrella de neutrones. Eso nos deja ante otro “podría ser” como el de mayo de este mismo año.

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La alternativa es que lo que LIGO ha detectado es una nueva fusión entre agujeros negros, pero es una alternativa aún muy excitante. Si se revela cómo cierta, significa que hemos encontrado el agujero negro más pequeño de la historia. “En cualquier caso es un descubrimiento asombroso desde el punto de vista científico”, añade Scott.

Dada la inmensidad del universo, es muy probable que se repitan estos casos ambiguos de detección. Apenas hemos comenzado a “escuchar” el cosmos con esta nueva herramienta de medición que son las ondas gravitacionales. Los trabajos de LIGO en esta nueva ronda de observaciones se prolongarán hasta abril de 2020.

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