Captura una señal de onda gravitacional invisible | Ciencias

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Dos detectores de ondas gravitacionales en Europa y Estados Unidos han detectado una señal de una catástrofe cósmica nunca antes vista: la colisión entre agujeros negros y estrellas de neutrones.

Los dos eventos que se descubrieron ocurrieron hace cientos de millones de años. Desde entonces, las ondas que crearon en el espacio-tiempo han viajado hacia la Tierra a la velocidad de la luz. Hace varios años, los físicos utilizaron las ecuaciones de relatividad general de Albert Einstein y calcularon el tipo de onda gravitacional que produciría tal evento. Las dos señales captadas por los detectores LIGO en los EE. UU. Y Virgo en Europa coinciden con las predicciones hechas por el físico alemán hace un siglo.

Las estrellas de neutrones son cosas alucinógenas. Cuando una estrella llega al final de su vida, puede colapsar sobre sí misma como un enorme edificio hasta formar una bola con un diámetro menor que el diámetro de una ciudad como Madrid. En el interior, el material es tan compacto que una cucharadita de una estrella de neutrones pesa lo mismo que todos los demás en el planeta. Estos objetos están sujetos a condiciones de estrés que son imposibles de reproducir en experimentos controlados. Se cree que dentro de estas estrellas hay enormes grupos de partículas subatómicas, las partículas elementales que forman los átomos. Ser capaz de observar exactamente lo que sucede en el interior sería uno de los mayores descubrimientos en la historia de la física.

Parte de LIGO Tools en EE. UU. CALTECH / MIT / LIGO LAB
Laboratorio Caltech / MIT / LIGO

Toni Font, miembro de la colaboración científica entre LIGO y Virgo que capturó las señales, explica: “Este descubrimiento confirma por primera vez que existen sistemas binarios compuestos por un agujero negro y una estrella de neutrones, y los podemos observar gracias a ondas gravitacionales “.

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El equipo adquirió las dos fusiones durante un período de 10 días en enero. En uno de ellos, un agujero nueve veces la masa del Sol chocó con una estrella de neutrones de 1,9 masas solares. Estos dos objetos pueden haber estado orbitando entre sí durante decenas de millones de años, pero la señal captada es solo la última parte, cuando los dos chocaron, y dura unos segundos. La catástrofe ocurrió en un lugar a 900 millones de años luz de la Tierra, es decir, tendría que viajar a la velocidad de la luz durante 900 millones de años para alcanzarlo, lo cual es absolutamente imposible para la tecnología humana.

La segunda fusión se produjo entre un agujero de seis veces la masa del Sol y una estrella de neutrones de 1,5 masas solares, que colisionó hace unos mil millones de años luz, o hace mil millones de años, cuando la vida unicelular apenas comenzaba a aparecer en la Tierra. .

Una vez que se captaron las dos señales, los dos detectores activaron una advertencia internacional de que otros telescopios intentarían capturar la luz potencial de estos desastres. No vieron ni un solo destello, lo que tenía mucho sentido. Cuando el tamaño de un agujero negro y una estrella de neutrones no es muy diferente, el agujero rompe la estrella en una especie de fideo que sigue girando hasta que se traga por completo. En este caso, es posible que se emita un flash. Quizás eso es lo que sucedió en 2017, cuando LIGO detectó por primera vez ondas gravitacionales y luz de la fusión de dos estrellas de neutrones.

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Cuando un agujero negro es mucho más grande que una estrella, la fusión es sorprendente. “El agujero negro se traga la estrella de una vez, sin romperla primero”, explica Font. “Este parece ser el caso en los dos eventos capturados”, agrega el investigador. Los detalles de estos dos fenómenos se publicaron el martes en Cartas de revistas astrofísicas.

Las ondas gravitacionales son distorsiones del espacio-tiempo, la materia de la que está hecho el universo. Son similares a las ondas que hace una piedra cuando cae al agua del lago. La capacidad de medir estas fluctuaciones predichas por Einstein le da a la humanidad una nueva forma de ver el universo. Uno de los principales objetivos de los observatorios implicados en este descubrimiento es captar más fusiones híbridas del mismo tipo, especialmente las que también emiten luz, porque aportan más información, explica Juan Calderón, investigador de Física de Altas Energías de Galicia. Instituto y coautor del estudio. “En esos dos casos no había señal electromagnética, por lo que solo podemos decir que uno de los dos objetos en cuestión debe ser una estrella de neutrones porque, en teoría, es demasiado ligero para ser otro agujero negro”, explica el físico. Cuando la fusión emite rayos X, rayos gamma o cualquier otra señal electromagnética, permite “comprender mejor cómo se comporta la materia dentro de una estrella de neutrones, que es una de las grandes cuestiones abiertas en la física actual”, afirma Calderón. Estas fusiones permiten verificar que las ondas gravitacionales y la luz viajan a la misma velocidad, como predijo Einstein.

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Rocío Volante

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