Agujeros negros binarios expulsan ondas gravitatorias

Ondas gravitatoriasLos astrónomos podrían estar a punto de detectar ondas gravitatorias después de decadas de intentarlo, de acuerdo con un equipo de astrofísicos polacos. Explican que si se actualizan los detectores actuales de ondas-gravitacionales para encontrar sistemas de agujeros negros binarios, podrían esperar encontrar ondas gravitatorias “dentro del primer año de funcionamiento”. Si esto es correcto, podría abrir una nueva ventana al cosmos, permitiendo a los astrónomos ver el universo con nuevos ojos.

A diferencia de las ondas de luz, las cuales viajan a través del espacio, las ondas gravitatorias son ondulaciones producidas en el propio tejido del espacio-tiempo. El origen de estas ondas, que fueron predichas por la Teoría General de la Relatividad de Einstein, incluye sistemas binarios de objetos compactos tales como estrellas de neutrones y agujeros negros. Conforme cada una del dúo se atraen en espiral hacia la otra, las ondas gravitacionales se propagan hacia el espacio.

Los detectores de ondas gravitatorias, tales como el Observatorio de Ondas Gravitatorias por Interferometría Láser (LIGO), se han concentrado en sistemas binarios de dos estrellas de neutrones porque se pensaba que eran más numerosos, a pesar de ser fuentes más débiles que los raros sistemas de agujeros negros dobles.

Una mala decisión

Sin embargo, un equipo de investigadores, liderados por Chris Belczynski del Laboratorio Nacional Los Álamos, informa que estos proyectos han tomado la opción incorrecta, diciendo que los sistemas de doble agujero negro podrían ser mucho más comunes de lo que previamente se pensaba. La razón está relacionada con la metalicidad de las estrellas, que es la fracción de elementos que son mas pesados que el helio. A menor metalicidad, menor es la masa que se pierde al final de la vida de la estrella y por lo tanto, el agujero negro que forma es más probable que sobreviva al convertirse en agujero negro binario.

Hasta ahora, los modelos han asumido que la mayoría de las estrellas tenían una metalicidad similar a la del Sol. Pero analizando 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 tienen una metalicidad significativamente menor, del 20% del Sol.

El hallazgo es particularmente significativo dada la sensibilidad a los cambios en metalicidad en la formación del agujero negro binario. “Si reduces la metalicidad en un factor de diez, incrementarás el número de agujeros negros binarios un centenar o varios centenares de veces”, dice Tomasz Bulik, uno de los investigadores en el Centro Astronómico Nicolas Copérnico en Varsovia, Polonia.

Actualizaciones inminentes

La generación actual de experimentos que están buscando ondas gravitatorias, tales como LIGO y su compañero VIRGO, están cerca de la sensibilidad que el equipo de Belczynski ha predicho que se requiere. Sin embargo, son inminentes unas mejoras de ambos en hasta 10 veces su sensibilidad. “Las actualizaciones significan que estaremos buscando en sensibilidades de busqueda en las que la teoría sugiere que será garantizado que veremos algo”, explica Stuart Reid, investigador de ondas gravitatorias de la Universidad de Glasgow, quien no está involucrado en esta investigación.

Las actualizaciones intermedias a VIRGO podrían estar listas pronto, para este otoño, llevando los instrumentos al límite del rango de sensibilidad predicha por Belczynski. Ambos detectores esperan estar totalmente actualizados para el 2015. Si encontraran ondas gravitacionales podrían abrir nuevas posibilidades para sondear el cosmos, permitiendo a los astrónomos convertirse en cartógrafos estelares.

“Cuando una estrella de neutrones se vuelve un agujero negro, se expulsan ondas gravitatorias, haciendo mapas de la curvatura del espacio-tiempo causada por por el agujero negro. Medir estas ondas nos dirá cómo afecta el agujero negro a los objetos que lo rodean”, dice Reid. La astronomía de ondas gravitatorias además tiene ventajas sobre la radiación electromagnética. “Es difícil medir cómo se ve afectada la luz al viajar hacia nosotros. La interacción de las ondas gravitatorias con la materia es muy débil, por lo que no tienes la misma distorsión”, agrega Reid.

La investigación está publicada en arXiv.


Autor: Colin Stuart
Fecha Original: 11 de abril de 2010
Enlace Original

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Comments (6)

  1. interesante articulo.

    la sonda LISA que es un interferometro laser. que piensa lanzar la ESA. seria un instrumento bastante sensible a la ondas. ademas de tener la ventaja de no tener interferencia local. como el LiGO o el virgo.

    ojala se encuentren esas ondulaciones del espacio-tiempo. por que si no se encuentran seria una catastrofe para la fisica.

  2. Álvaro

    Si alguien quiere colaborar desde casa a la busqueda de ondas gravitacionales donando ciclos de computador puede hacerlo a través del proyecto einstein@home (http://www.einsteinathome.org/). Desde este proyecto se analizan computacionalmente las señales obtenidas en el LIGO y en el GEO.

    Para ello lo más fácil es instalar el ‘boinc manager’ (http://boinc.berkeley.edu/). Este es un programa que permite participar en diferentes proyectos de investigación donando parte de la pontencia computacional de tu ordenador. Una vez instalado podeis escoger einstein@home como proyecto en el que colaborar.

    Hasta es posible que tengais la suerte de que vuestro ordenador sea el primero del mundo en detectar una onda gravitacional.

  3. Ozzy

    <>

    ¿Alguien me puede explicar esto un poquito más claro?
    Muchas gracias

  4. Ozzy

    En el anterior comentario me ha desaparecido lo que puse entre .
    No se, será una función del editor de la pagina.
    Lo pongo de nuevo entre comillas.

    “la metalicidad de las estrellas, que es la fracción de elementos que son mas pesados que el helio. A menor metalicidad, menor es la masa que se pierde al final de la vida de la estrella y por lo tanto, el agujero negro que forma es más probable que sobreviva al convertirse en agujero negro binario.”

    • Francisco Ruiz V.

      de la wikipedia
      La metalicidad es el concepto astrofísico que se utiliza para describir la abundancia relativa de elementos más pesados que el helio en una estrella. Esos elementos reciben el nombre de metales independientemente de su posición en la tabla periódica.
      http://es.wikipedia.org/wiki/Metalicidad

      En diagrama y a grandes rasgos, dos posibles escenarios de un sistema binario de estrellas a través del tiempo:
      A) con menor metalicidad -> menor pérdida de masa -> agujero negro binario.
      B) con mayor metalicidad -> mayor pérdida de masa -> no se forma agujero negro o se forman micro agujeros que se evaporan rapidamente.

      FRV

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