Cataclismo cósmico: Captada una señal de ondas gravitacionales nunca perspectiva | Ciencia

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Dos detectores de ondas gravitacionales en Europa y Estados Unidos han captado la señal de un cataclismo cósmico nunca antes visto: la colisión entre agujeros negros y estrellas de neutrones.

Los eventos registrados, dos, ocurrieron hace cientos de millones de años. Desde entonces, las ondas que han producido en el espacio-tiempo viajan a la Tierra a la velocidad de la luz. Hace muchos años, los físicos tomaron las ecuaciones de la relatividad general de Einstein y calcularon el tipo de onda gravitacional que produciría un evento como este. Las dos señales que ahora captan los detectores LIGO en Estados Unidos y Virgo en Europa coinciden con las predicciones realizadas por el físico alemán hace un siglo.

Las estrellas de neutrones son objetos extraordinarios. Cuando una estrella llega al final de su vida es posible que se derrumbe sobre sí misma como un enorme edificio para formar una esfera cuyo diámetro sea menor que el de una ciudad como Madrid. En el interior, la materia está tan comprimida que una cucharadita de una estrella de neutrones pesa tanto como todas las personas del planeta Tierra. Estos objetos están sujetos a condiciones de presión imposibles de reproducir en experimentos controlados. Se cree que se forman enormes cúmulos de quarks en las entrañas de estas estrellas, cuyas partículas elementales están compuestas por átomos. Poder observar exactamente lo que sucede en su interior sería uno de los mayores descubrimientos de la historia de la física.

Parte de la herramienta LIGO Detector, en Estados Unidos.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 formados por un agujero negro y una estrella de neutrones, y que podemos observarlos gracias a ondas gravitacionales. “.

El equipo capturó las dos fusiones durante un período de 10 días en enero. En uno de ellos, un agujero nueve veces más masivo que el Sol chocó con una estrella de neutrones de aproximadamente 1,9 masas solares. Estos dos cuerpos probablemente han estado orbitando uno al lado del otro durante decenas de millones de años, pero la señal capturada proviene solo de la última parte donde los dos cuerpos chocaron y dura solo unos segundos. El cataclismo ocurrió en un lugar a 900 millones de años luz de la Tierra, es decir, sería necesario 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 tuvo lugar entre un agujero seis veces más masivo que el Sol y una estrella de neutrones de 1,5 masas solares que colisionó alrededor de mil millones de años luz, es decir, hace mil millones de años, cuando solo había vida unicelular. para emerger.

En cuanto captaron las dos señales, los dos detectores lanzaron una alerta internacional para que otros telescopios intentaran captar la posible luz producida por estos dos cataclismos. No han visto un destello, lo que tiene mucho sentido. Cuando el agujero negro y la estrella de neutrones no son muy diferentes en tamaño, sucede que el agujero rompe la estrella hasta que se convierte en una especie de pasta que sigue girando hasta que se la traga por completo. En estos casos, pueden emitirse destellos de luz. Esto es probablemente lo que sucedió en 2017, cuando LIGO detectó por primera vez ondas gravitacionales y luz de una fusión de dos estrellas de neutrones.

Cuando el agujero negro es mucho más grande que la estrella, la fusión es repentina. “El agujero negro se traga toda la estrella, de una vez y sin romperla primero”, explica Font. “Parece que este fue el caso en los dos eventos que capturamos”, agrega el investigador. Los detalles de estos dos fenómenos se publican este martes en Cartas para revistas de astrofísica.

Las ondas gravitacionales son deformaciones del espacio-tiempo, la materia de la que está hecho el universo. Se parecen a las ondas en el agua de un estanque cuando cae una piedra. La capacidad de medir estas fluctuaciones predichas por Einstein ofrece a la humanidad una nueva forma de ver el universo. Uno de los principales objetivos de los detectores implicados en este descubrimiento será captar más fusiones mixtas de este tipo, especialmente las que también emiten luz, ya que aportan mucha más información, explica Juan Calderón, investigador del Instituto de Física de Altas Energías. y coautor de la encuesta. “En estos dos casos no hubo señal electromagnética y por lo tanto solo podemos asumir que uno de los dos objetos involucrados debe ser una estrella de neutrones porque teóricamente es demasiado ligero para ser otro agujero negro”, explica el físico. Cuando la fusión emite rayos X, rayos gamma o cualquier otra señal electromagnética, esto permite “comprender mejor cómo se comporta la materia dentro de la estrella de neutrones, que es una de las grandes interrogantes abiertas hoy en día en física”, señala Calderón. Estas fusiones nos permiten probar si las ondas gravitacionales y la luz viajan a la misma velocidad, tal como predijo Einstein.

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