Nuevas ondas gravitacionales captan la huella de agujeros negros de todas formas y tamaños
La colaboración LIGO-Virgo-KAGRA ha detectado 35 señales, entre ellas una muy extraña que intriga a los científicos.
Ilustración de la fusión de dos agujeros negros, un evento que genera ondas gravitacionales – LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State /Aurore Simonne
Observadas oficialmente por primera vez el 14 de septiembre de 2015, las ondas gravitacionales son perturbaciones del espacio-tiempo producidas por un cuerpo masivo y acelerado. normalmente colisiones entre agujeros negros o estrellas de neutrones. Descubiertas por los científicos del Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro (LIGO), ya aparecían en la teoría de la relatividad de Einstein, pero no fue hasta hace algo más de un lustro cuando se pudo confirmar su existencia. Desde entonces se han ‘escuchado’ 55, si bien la colaboración LIGO-Virgo-KAGRA acaba de hacer público el mayor catálogo hasta la fecha: 35 nuevas detecciones que incrementan hasta 90 el número de ondas gravitacionales detectadas.
Publicado en el portal de preimpresión ‘ ArXiv‘ (es decir, aún no ha sido revisado por pares) se muestra el trabajo con observaciones que van entre noviembre de 2019 y marzo de 2020, utilizando tres detectores internacionales: los dos detectores de LIGO, en Estados Unidos, y el detector avanzado Virgo, en Italia.
El detector KAGRA, en Japón, se unió a la red LIGO-Virgo en 2020, pero no estaba en funcionamiento durante estas últimas detecciones.
De los 35 eventos detectados, 32 eran probablemente fusiones de agujeros negros; es decir, dos agujeros negros que giran uno alrededor del otro y finalmente acaban fundidos en uno, un evento que emite una ráfaga de ondas gravitacionales. Entre el catálogo, ha llamado la atención su disparidad de tamaño: el más masivo tiene una masa 90 veces superior a la de nuestro Sol. Pero algunos de los agujeros negros resultantes superan 100 veces la masa de nuestra estrella, los llamados ‘ agujeros negros de masa intermedia‘, unos objetos muy ‘escurridizos’ y que, pese a su tamaño, están siendo complicados de detectar. El hecho de que este último catálogo haya encontrado varios significa que, como decía la teoría, en realidad son más comunes en el universo de lo que pensábamos.
Por otro lado, 2 de los 35 eventos detectados podrían ser estrellas de neutrones y agujeros negros que se fusionan, un evento mucho más raro, y que sólo se descubrió en la última serie de observaciones de LIGO y Virgo. De estas raras fusiones de estrellas de neutrones y agujeros negros parece que el resultado es un agujero negro masivo —unas 33 veces la masa de nuestro Sol— con una estrella de neutrones de muy baja masa —unas 1,17 veces la masa de nuestro Sol—, una de las más pequeñas detectadas hasta la fecha.
Además, uno de los eventos de ondas gravitacionales del catálogo procedía de la fusión de dos objetos, uno de los cuales era casi con toda seguridad un agujero negro —con una masa de unas 24 veces la de nuestro Sol—, pero el otro era un agujero negro muy ligero o una estrella de neutrones muy pesada de unas 2,8 veces la masa de nuestro Sol. Los científicos han deducido que lo más probable es que se trate de un agujero negro, pero no pueden aseverarlo con seguridad.
Un evento ambiguo similar fue descubierto por LIGO y Virgo en agosto de 2019. La masa del objeto más ligero es desconcertante, ya que los científicos esperan que lo más masivo que puede ser una estrella de neutrones antes de colapsar para formar un agujero negro es alrededor de 2,5 veces la masa de nuestro Sol. Sin embargo, no se había descubierto ningún agujero negro con observaciones electromagnéticas con masas inferiores a unas cinco masas solares. Esto llevó a los científicos a teorizar que las estrellas no colapsan para formar agujeros negros en este rango, pero las nuevas observaciones de ondas gravitacionales indican que estas teorías tendrían que ser revisadas.
