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Nueva detección de ondas gravitacionales

Científicos de la colaboración LIGO han detectado de nuevo ondas gravitacionales, esta vez procedentes de la fusión de dos agujeros negros que ocurrió a mil millones de años luz de la Tierra, entre 700 y 1.500 millones de años atrás. Los dos agujeros negros fusionados tenían las masas más pequeñas en la historia de la astronomía de ondas gravitacionales.

Nueva detección de ondas gravitacionales

Los científicos que buscan ondas gravitatorias han confirmado otra detección de su fructífera observación a principios de este año. Llamado GW170608, el último descubrimiento fue producido por la fusión de dos agujeros negros relativamente ligeros, 7 y 12 veces la masa del Sol, a una distancia aproximada de mil millones de años luz de la Tierra.

La fusión dejó un agujero negro final que tiene 18 veces la masa del Sol, lo que significa que la energía resultante, equivalente a alrededor de 1 masa solar, se emitió como ondas gravitacionales durante la colisión. Se estima que estas ondas gravitacionales han llegado a la Tierra entre 700 millones de años y 1.500 millones de años después de la fusión de los agujeros negros.

Los dos agujeros negros fusionados  tenían las masas más pequeñas en la historia de la astronomía de ondas gravitacionales, según se explica en un comunicado de la colaboración LIGO.

Las ondas gravitacionales o gravitatorias son perturbaciones del espacio-tiempo producidas por un cuerpo masivo acelerado. La existencia de ese tipo de onda, que consiste en la propagación de una perturbación gravitatoria en el espacio-tiempo y que se transmite a la velocidad de la luz, fue predicha por Einstein en su teoría de la relatividad general.

La primera detección que confirmó su existencia se dio en febrero de 2016, 100 años después de las predicciones de Einstein, y recientemente los científicos registraron por primera vez ondas gravitacionales de la fusión de dos estrellas de neutrones, tal como informamos en otro artículo.

Esta nueva detección se obtuvo la tarde del 8 de junio de 2017, a las 02:01 (UTC). En ese momento, el sistema de interferómetro láser del observatorio de ondas gravitatorias (LIGO) en Livingston, Luisiana, realizó el registro. Después de 7 milisegundos, la señal fue grabada por el segundo interferómetro del Observatorio LIGO en Hanford, Washington.

La diferencia en el tiempo entre los dos registros permitió estimar la ubicación de la fuente de señal en la esfera celeste. La notificación sobre el registro de la onda fue enviada a varios observatorios para buscar una posible fuente de radiación electromagnética en esta región del cielo.

El análisis de la señal mostró que procedía de un sistema binario de agujeros negros con masas en el rango de 5 a 9 y de 9 a 19 veces la del Sol. Como resultado de la fusión de estos dos agujeros negros, se formó un nuevo agujero negro con una dimensión de entre 17 y 23 masas solares y un radio de 47 a 63 el del Sol, con aproximadamente 1 masa solar convertida en energía de ondas gravitacionales, según la fórmula de Einstein.

Agujero negro más ligero

GW170608 es el binario de agujero negro más ligero que LIGO y Virgo han observado, y es uno de los primeros casos en que los agujeros negros detectados a través de ondas gravitacionales tienen masas similares a agujeros negros detectadas indirectamente a través de radiación electromagnética, como rayos X.

Este descubrimiento permitirá a los astrónomos comparar las propiedades de los agujeros negros recogidos de las observaciones de ondas gravitacionales, con los de agujeros negros de similar masa que previamente sólo se detectaron con estudios de rayos X, y encuentra el eslabón perdido entre las dos clases de observaciones de agujeros negros.

A pesar de su tamaño relativamente diminuto, los agujeros negros de GW170608 contribuirán en gran medida al creciente campo de la «astronomía multi-mensajero», que combina información de la luz electromagnética y de las ondas gravitacionales para aprender más cosas acerca de estos objetos exóticos y misteriosos.

Las ondas gravitacionales llevan consigo información sobre sus orígenes y sobre la naturaleza de la gravedad que no puede obtenerse de otra forma. Además, las masas de los agujeros negros antes de la fusión proporcionan información sobre las estrellas de las que proceden.

Se sabe que cuantos más elementos pesados, como el carbono y el nitrógeno, tenga una estrella, más masa perderá en el momento de colapsar en un agujero negro. Por este motivo, los astrónomos esperan encontrar grandes cantidades de elementos pesados en GW170608.

Referencia

GW170608: Observation of a 19-solar-mass Binary Black Hole Coalescence. Este artículo, publicado en Arxiv, se ha remitido para su publicación en la revista The Astrophysical Journal Letters.

RedacciónT21

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