Agujeros negros binarios podrían proporcionar el primer hallazgo de ondas gravitatorias

13 de abril de 2010


Después de cuatro décadas de intento, astrónomos polacos pueden estar a punto de detectar ondas gravitacionales. Si esto se produjera, se abriría una nueva ventana al Cosmos, permitiendo a los astrónomos ver el Universo de una manera no vista hasta la fecha.
A diferencia de las ondas de luz que viajan por el espacio, las ondas gravitacionales son ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo. Las fuentes de estas ondas, que fueron predichas por la teoría de la Relatividad General de Einstein, son sistemas binarios de objetos compactos, como las estrellas de neutrones y los agujeros negros. Cuando uno de los dos gira en espiral hacia el otro, las ondas gravitacionales se propagan hacia el espacio.
Los programas de búsqueda de ondas gravitacionales, como el Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), se han concentrado en sistemas binarios de dos estrellas de neutrones, ya que se pensaba que eran más numerosos, a pesar de ser fuentes más débiles que los sistemas binarios de agujeros negros. Pero esta decisión fue equivocada.
Un equipo de investigadores dirigidos por Chris Belczynski, del Laboratorio Nacional de Los Alamos, informa que estos proyectos han seguido un camino erróneo, y dice que los sistemas binarios de agujeros negros pueden ser mucho más comunes de lo que se pensaba hasta ahora. Esto se debe a la metalicidad de las estrellas, es decir, a los elementos más pesados que el helio que componen la estrella. Cuanto menor sea la metalicidad, menos masa se pierde en la parte final de la vida de la estrella y, por lo tanto, el agujero negro que se forman es más propenso a sobrevivir para convertirse en un agujero negro binario.
Hasta ahora, los modelos han asumido que la mayoría de las estrellas tenían una metalicidad similar a la del Sol. Pero a partir del análisis de los datos del Sloan Digital Sky Survey, Belczynski y su equipo encontraron que esto sólo es cierto para el 50% de las estrellas, mientras que el resto tiene una metalicidad sensiblemente inferior, aproximadamente el 20% de la solar.
El hallazgo es particularmente importante dada la sensibilidad de la formación de agujeros negros binarios a los cambios en la metalicidad.
“Si usted reduce la metalicidad en un factor de diez la cantidad de agujeros negros binarios crece un centenar o unos cientos de veces”, dice Tomasz, del Centro Astronómico Nicolás Copérnico en Varsovia.
La generación actual de misiones que están buscando ondas gravitatorias, como LIGO y VIRGO, no dan por poco la sensibilidad que predice el equipo de Belczynski como obligatoria para detectar las ondas gravitatorias. Sin embargo, son inminentes las actualizaciones para ambos.
“Las mejoras significan que estamos buscando alcanzar niveles de sensibilidad en las que este trabajo asegura que se garantiza ver algo”, explica Stuart Reid, investigador de ondas gravitatorias en la Universidad de Glasgow, que no está involucrado en esta investigación.
Actualizaciones intermedias a VIRGO podrían estar listas este otoño, llevando al instrumento al borde de la gama de sensibilidad que predice Belczynski. Ambos detectores estarán plenamente actualizados para el año 2015. Si encuentran las ondas gravitacionales, se abrirían nuevas posibilidades para sondear el Cosmos, permitiendo que los astrónomos se conviertan en cartógrafos estelares.
“Cuando una estrella de neutrones cae en esprial en un agujero negro, se emiten ondas gravitatorias, cartografiando la curvatura espacio-tiempo que forma el agujero negro. La medición de estas ondas nos cuenta cómo afecta el agujero negro a los objetos a su alrededor”, dice Reid.
La astronomía de ondas gravitatorias también tiene ventajas con respecto a la radiación electromagnética.
“Es difícil cuantificar cuánto es afectada la luz a medida que viaja hacia usted. La interacción de las ondas gravitacionales con la materia es muy débil, por lo que no sufren la misma distorsión”, agregó.

Más información en el enlace.

Comparte esta entrada

votar