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| Carl Knox/OzGrav Image captionImpresión artística de una estrella de neutrones siendo absorbida por un agujero negro |
LIGO-Virgo ha detectado por primera vez agujeros negros que se fusionan con estrellas de neutrones
Los observatorios LIGO, en Estados Unidos, y Virgo, en Italia, han detectado ondas gravitacionales procedentes de dos fusiones distintas de un agujero negro con una estrella de neutrones. Aunque los detectores ya habían detectado indicios de fusiones similares, estos son los primeros eventos confirmados de este tipo. Una señal se detectó el 5 de enero de 2020 y la otra se observó menos de dos semanas después, el 15 de enero.
LIGO-Virgo ya ha detectado las fusiones de pares de agujeros negros y pares de estrellas de neutrones, por lo que estas observaciones completan el conjunto de posibles fusiones de estos objetos. "Por fin tenemos la última pieza del rompecabezas: agujeros negros tragando estrellas de neutrones enteras", afirma Vivien Raymond, miembro del equipo de LIGO-Virgo, del Instituto de Exploración Gravitatoria de la Universidad de Cardiff. "Esta observación realmente completa nuestra imagen de los objetos más densos del universo y su dieta".
Las ondas gravitacionales son ondulaciones en el espacio-tiempo que se generan cuando pares de objetos masivos, como agujeros negros y estrellas de neutrones, orbitan entre sí en una rápida inspiral antes de fusionarse. Los observatorios LIGO y Virgo son interferómetros de escala kilométrica que pueden medir la minúscula expansión y contracción del espacio-tiempo que se produce cuando una onda gravitacional pasa por la Tierra.
El primero de los dos sucesos ha sido bautizado como GW200105, y los científicos creen que se trata de la fusión de un agujero negro de 9 masas solares con una estrella de neutrones de 1,9 masas solares. A pesar de que solo se vio en dos de los tres detectores de LIGO-Virgo (LIGO Livingston y Virgo, LIGO Hanford estaba desconectado en ese momento), la señal fue lo suficientemente fuerte como para cumplir el umbral de una detección. Los científicos calculan que la fusión se produjo a unos 900 millones de años luz.
Difícil de localizar
La señal de GW200105 fue mucho más débil en Virgo que en LIGO Livingston, lo que significó que los científicos no pudieron precisar su origen: podría haber estado en cualquier parte de una región del cielo de unas 34.000 veces el tamaño de una Luna llena.
El segundo evento ha sido bautizado como GW200115 y se produjo a unos 1.000 millones de años luz de distancia y en él participaron un agujero negro de 6 masas solares y una estrella de neutrones de 1,5 masas solares. Dado que fue detectado por los tres detectores, los investigadores pudieron reducir su ubicación en el cielo a un área de unas 3.000 veces el tamaño de una Luna llena.
Cuando LIGO-Virgo detecta ondas gravitacionales, envía un aviso a otros astrónomos, que dirigen sus telescopios hacia esa región del cielo y buscan la radiación electromagnética de la fusión. Sin embargo, a diferencia de la fusión de dos estrellas de neutrones que fue observada por LIGO-Virgo en 2017, otros telescopios no detectaron ninguna radiación electromagnética de GW200115 y GW200105.
Sin espectáculo de luz
Según el equipo de LIGO-Virgo, esta falta de otras observaciones se espera por varias razones. Por un lado, en estas fusiones se espera que el agujero negro se trague a la estrella de neutrones por completo, y que salga poca materia para generar una señal electromagnética. Esto es diferente a las fusiones de estrellas de neutrones, en las que el objeto resultante explota espectacularmente. Además, las grandes distancias a las que se producen las fusiones significan que cualquier luz producida por los eventos sería muy tenue.
"No se trata de eventos en los que los agujeros negros se coman las estrellas de neutrones como el monstruo de las galletas y arrojen trozos. Ese "arrojar" es lo que produciría la luz, y no creemos que eso haya ocurrido en estos casos", dice el portavoz de LIGO, Patrick Brady, de la Universidad de Wisconsin-Milwaukee.
Los detectores LIGO detectaron sus primeras ondas gravitacionales en 2015, procedentes de la fusión de dos agujeros negros. En 2017, el detector Virgo detectó su primera señal y, desde entonces, los tres observatorios se han actualizado. Un cuarto observatorio -KAGRA en Japón- se unió a la búsqueda de ondas gravitacionales en febrero de 2020.
Las observaciones se describen en Astrophysical Journal Letters.
Creditos a: PhysicsWorld