Los agujeros negros gemelos podrían dar pistas sobre ondas gravitacionales

Los astrónomos podrían estar a punto de detectar ondas gravitacionales tras cuatro décadas intentándolo, de acuerdo con un equipo de astrofísicos polacos. Si están en lo cierto, esto abriría una nueva ventana al cosmos, permitiendo que los astrónomos viesen el Universo de una manera diferente.

Al contrario que ondas de luz que viajan a través del espacio, las ondas gravitacionales son parte del propio tejido del espacio-tiempo. Las fuentes de estas ondas, que fueron predichas por la teoría general de la relatividad de Einstein, incluyen sistemas binarios de objetos compactos como estrellas de neutrones y agujeros negros. Cuando uno de los dos atrae al otro, ondas gravitacionales se propagan en el espacio.

La búsqueda de ondas gravitacionales, como la que ha llevado a cabo el Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), se han concentrado en sistemas binarios de dos estrellas de neutrones porque se pensaba que eran más numerosas a pesar de ser más débiles que los extraños sistemas de doble agujero negro.

Sistema binario

Sistema binario. Wikipedia.

Sin embargo, otro equipo de investigadores liderado por Chris Belczynski del Laboratorio Nacional de Los Alamos, informó de que estos proyectos quizá utilicen la opción equivocada, ya que los sistemas de doble agujero negro pueden ser mucho más comunes de lo que se pensaba en un principio. La razón tiene que ver con la metalicidad de las estrellas ó fracción de elementos más pesados que el helio. Cuando más baja sea la metalicidad, menos masa se pierde al final de la vida de la estrella y por lo tanto los agujeros negros formados tienen más posibilidades de sobrevivir convirtiéndose en un sistema binario de agujeros negros.

Hasta ahora, los modelos asumieron que muchas estrellas tenían una metalicidad similar a la del Sol. Pero analizando datos de la Sloan Digital Sky Survey, Belczynski y su equipo encontraron que sólo es cierto para la mitad de las estrellas y que el resto tienen una metalicidad significativamente más baja, un 20% de la del Sol.

El hallazgo es especialmente interesant por la sensibilidad de un formación binario de agujeros negros a los cambios en la metalicidad. “Si se reduce la metalicidad por un factor de 10, se incrementa el número de agujeros negros binarios por 100”, dijo Tomasz, de la Nicolaus Copernicus Astronomical Center en Varsovia.

Mejoras Inminentes

El conjunto actual de experimentos que están buscando ondas gravitacionales, como LIGO y sus colegas de VIRGO, carecen de la sensibilidad que los equipos predictores necesitan. Sin embargo, grandes mejoras para estos aparatos están apunto de llegar. “Las mejoras significarán que intentaremos alcanzar sensibilidades a las que según el artículo tenemos garantizado ver algo”, explicó Stuart Reid, un investigador de ondas gravitacionales de la Universidad de Glasgow que no formó parte del estudio.

Mejoras intermedias para VIRGO podrían estar disponibles en otoño, llevando el instrumento al borde del rango de sensibilidades predichas por Belczynski. Ambos detectores deberían estar completamente terminados en 2015. Si pudiesen encontrar ondas gravitacionales, se abrirían nuevas posibilidades para analizar el cosmos, permitiendo a los astrónomos convertirse en cartógrafos estelares.

“De la misma manera que una estrella de neutrones entra en un agujero negro, las ondas gravitacionales se emite, planeando la curvatura espacio-tiempo formada por el agujero. Midiendo esas ondas podríamos saber cómo el agujero afecta a los objetos a su alrededor”, dijo Reid. La astronomía de ondas gravitacionales también trae ventajas sobre la radiación electromagnética. “Es difícil hacer una estimación de la forma en la que la luz se modifica al pasar a través de ti. La interacción de las ondas gravitacionales con la materia es muy débil, por lo que no consigues la misma distorsión”, añadió.

El artículo se ha publicado en arxiv.org.

Este artículo ha sido traducido de Physics World y publicado bajo licencia CC by-sa
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