LIGO confirma su tercera de detección de ondas gravitacionales

Ilustración artística de la fusión de dos agujeros negros, similar al caso del sistema GW170104. Crédito: LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State (Aurore Simonnet).

La colaboración LIGO ha realizado su tercera detección de ondas gravitacionales emanando de la fusión de un par de agujeros negros, dándonos más pistas de cómo se forman estos pares y mejorando nuestro catálogo de ellos.

“El primero fue una novedad. El segundo fue la confirmación de que la novedad del primero no fue una casualidad. El tercero es astrofísica”, dice el portavoz de LIGO David Shoemaker, del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). “Estamos haciendo la transición hacia hablar de una población de estos objetos”.

LIGO detecta las formas de las ondas, que son lecturas de las ondulaciones en el tejido del Universo causadas por masas moviéndose a través de él. El giro de los agujeros negros fusionándose puede deformar esas ondulaciones, que son producidas por sus órbitas y eventual colisión.

Para el primer evento, no había suficiente información para determinar la dirección en que giraba cada agujero negro. Para el segundo, había un poco más de información, indicando que cada agujero probablemente estaba rotando en la misma dirección en que se orbitaban.

Pero este tercer par de agujeros negros, descubierto el 4 de enero de 2017, está inclinado de manera diferente con respecto a la Tierra en relación a los otros dos, permitiendo a LIGO ver más sobre la rotación de cada agujero.

Esta vista ha revelado que los agujeros negros de este nuevo evento no se encuentran girando en la misma dirección en que se orbitan. Eso significa que probablemente lo están haciendo en diferentes direcciones o –mucho menos probable– no rotan en absoluto.

Hermanos, no gemelos

“Las rotaciones, y particularmente las rotaciones desalineadas, nos ayudarán a determinar cómo se forman estas cosas”, dice Carl Rodriguez del MIT. El análisis de las propiedades de estos objetos en lugar de su simple detección convierte esto en una “nueva rama de la astronomía”, dice.

Los agujeros negros binarios se forman en una de dos maneras principales: los dos agujeros nacen junto de un par de estrellas que se orbitan, o se forman separados en un cúmulo estelar denso y luego se mueven hacia su centro. En el primer caso, el par debería rotar en la misma dirección que orbitan, como lo hacen las estrellas binarias; en el segundo, dice Rodriguez, “están apuntando en cualquier dirección que quieran”.

Aunque el segundo agujero negro binario, que LIGO detectó en diciembre de 2015, parecía corresponder a agujeros negros que nacieron orbitando juntos, estos nuevos pueden haber crecido de forma independiente.

Al menos uno de ellos parece estar orbitando en una dirección diferente de su órbita. El hecho de que esto difiere de los casos previos indica que ambos escenarios son posibles, aunque se necesitará más observaciones para determinar cuál es más probable.

Dado que este nuevo sistema binario se encuentra a unos 3.000 millones de años-luz de distancia –dos veces la distancia de los otros que se ha observado– la onda gravitacional tiene que viajar más espacio antes de llegar a nuestro planeta. Esa distancia nos permite tener más pistas sobre posibles desviaciones de la teoría de relatividad general de Einstein.

La relatividad general indica que todas las ondas gravitacionales deberían viajar a la misma velocidad; la velocidad de la luz. Dado que las ondas parecían hacerlo en este caso incluso a través de una enorme distancia, respaldan la “regla” de Einstein.

Ampliando horizontes

Más allá del detalle de lo que este agujero negro binario en particular puede decirnos, marca un paso hacia el uso de ondas gravitacionales para estudiar la población general de dichos binarios y potencialmente otros objetos masivos.

Eventualmente, LIGO también observará otros tipos de eventos cósmicos, pero muchas detecciones del mismo tipo de evento son cruciales para obtener resultados científicos detallados.

Con solo tres detecciones, los investigadores ya han descubierto que hay una población de agujeros negros binarios con masas sobre 25 veces la del Sol; un grupo del que no sabíamos nada antes que comenzara el experimento LIGO.

Fuente: New Scientist