Representación del artista de la colisión de una estrella de neutrones. La colisión de una estrella de neutrones ha provocado una de las 11 señales de ondas gravitacionales detectadas hasta ahora. NASA / Swift / Dana Berry Es oficial:los científicos han detectado tantas señales de ondas gravitacionales que necesitan un catálogo especial para realizar un seguimiento. Pero eso no es todo. Han agregado cuatro nuevo detecciones en el recuento, y una de esas señales fue un doble plusmarquista.
Antes de que te contamos sobre el doble golpe, un resumen:el 14 de septiembre, 2015, el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser, o LIGO, detectó el primer evento de onda gravitacional causado por la colisión de dos agujeros negros, ubicado a 1.300 millones de años luz de distancia. Esta detección ganadora del premio Nobel fue un gran problema. Se necesitaron décadas de trabajo para construir un observatorio avanzado capaz de detectar las diminutas ondas en el espacio-tiempo que son causadas por algunos de los eventos más energéticos provocados por los objetos más masivos del universo. Desde entonces, el detector Virgo, cerca de Pisa, Italia, también ha estado rastreando estos eventos, aumentar la precisión de las detecciones de ondas gravitacionales.
LIGO y Virgo también detectaron el primero (y, en la actualidad, sólo) fusión de estrellas de neutrones el 17 de agosto de 2017.
Hasta aquí, todas las fusiones de agujeros negros han sido entre agujeros negros de masa estelar, o agujeros negros que probablemente se formaron después de estrellas masivas, unas pocas docenas de veces la masa de nuestro sol, murieron como supernovas. Contando el número de colisiones de agujeros negros, Hemos abierto una ventana exquisita sobre la frecuencia con la que los agujeros negros de masa estelar binaria se fusionan en nuestro universo. Esta, por extensión, proporciona una estimación de cuántos agujeros negros de masa estelar acechan por ahí. Nuestros detectores actuales, sin embargo, no están equipados para captar las ondas gravitacionales producidas por las fusiones de agujeros negros supermasivos.
Albert Einstein predijo la existencia de estas ondas en su histórica teoría general de la relatividad hace más de 100 años, pero es solo ahora que la tecnología se ha puesto al día. Desde 2015, Los físicos han solidificado las predicciones de Einstein detectando 11 eventos (10 por agujeros negros binarios y uno por estrellas de neutrones binarios).
Puede visualizar las ondas gravitacionales como ondas que se generan en la superficie de un estanque después de que se deja caer una piedra en el medio; la piedra representa la energía generada en el momento de la colisión entre los agujeros negros (o estrellas de neutrones), y la superficie bidimensional del estanque es una burda analogía de las tres dimensiones del espacio. Las ondas se propagan a la velocidad de la luz y cuanto más masivos son los objetos en colisión, cuanta más energía se produce y, por tanto, más poderosas son las olas. Mientras estas ondas ondulan a través de nuestro pequeño rincón del universo, Los interferómetros de ondas gravitacionales extremadamente sensibles (como LIGO y Virgo) pueden detectar una minúscula deformación espacio-temporal a medida que pasan las ondas. mediante nuestro planeta. Y lo que es más, los físicos pueden analizar estas ondas para descifrar la naturaleza de los objetos en colisión, tales como lo masivos que eran y lo rápido que giraban antes de que se estrellaran.
Es demasiado pronto para decir que la astronomía de ondas gravitacionales es "rutinaria, "pero a medida que se construyen más observatorios en todo el mundo, Mejoraremos en identificar el origen de las ondas (la ubicación en el cielo de los objetos masivos en colisión) y captar eventos más débiles (y por lo tanto más distantes y menos energéticos).
"En solo un año, LIGO y VIRGO trabajando juntos han avanzado dramáticamente la ciencia de ondas gravitacionales, y la tasa de descubrimiento sugiere que los hallazgos más espectaculares aún están por llegar, ", dijo Denise Caldwell en un comunicado. Caldwell es el director de la división de física de la National Science Foundation.
Y, como mencionamos, algunos de estos nuevos descubrimientos romperán récords, como GW170729, una de las señales recién anunciadas que ocurrió el 29 de julio, 2017. Esta señal fue generada por la colisión y fusión de dos agujeros negros que crearon un solo agujero negro. 80 veces la masa de nuestro sol. El aplastamiento ocurrió en una galaxia distante hace aproximadamente 5 mil millones de años. Esto hace que GW170729 sea el más masivo y la fusión de agujeros negros más distante detectada hasta ahora.
Recuerda cómo dijimos cuanto más grandes son los agujeros negros, ¿Cuanto más enérgica es su colisión? En el proceso de colisión este aplastamiento de un agujero negro convirtió cinco masas solares de masa de agujero negro en energía pura. Es por eso que la señal fue lo suficientemente poderosa como para hacer eco a través del universo, lavando la Tierra 5 mil millones de años después. Las otras tres detecciones de ondas gravitacionales nuevas (más pequeñas y más cercanas) incluyen señales que se detectaron en 2017 el 9 de agosto. 18 y 23 - han sido nombrados GW170809, GW170818, y GW170823 respectivamente. Estas nuevas detecciones se detallan en dos estudios publicados sobre el servicio de preimpresión arXiv.
Los agujeros negros son algunos de los objetos más enigmáticos del universo. Sabemos que están ahí fuera y ahora incluso tenemos mediciones directas de sus fusiones a través de las ondas gravitacionales que crean, pero quedan muchos misterios. Uno de los mayores hallazgos de este último lote de descubrimientos es que los astrofísicos pueden estimar, por primera vez, que todos los agujeros negros de masa estelar deberían tener menos de 45 veces la masa de nuestro sol cuando emergen de sus supernovas.
"Las ondas gravitacionales nos brindan información sin precedentes sobre la población y las propiedades de los agujeros negros, ", dijo el becario postdoctoral Chris Pankow en un comunicado de la Universidad Northwestern y el Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica (CIERA)." Ahora tenemos una imagen más nítida de la frecuencia con la que los agujeros negros binarios de masa estelar se fusionan y cuáles son sus masas. Estas mediciones nos permitirán comprender aún más cómo nacen las estrellas más masivas de nuestro Universo, vive y muere."
¿Y adivina qué? Este es sólo el comienzo. Se están planificando más observatorios de ondas gravitacionales en todo el mundo (y en el espacio), y los detectores existentes están experimentando actualizaciones de sensibilidad.
Todo indica que el nuevo catálogo de ondas gravitacionales crecerá rápidamente en los próximos años. iluminando los eventos oscuros que ocurren en los confines más lejanos de la expansión cósmica.
Ahora eso es estelarTanto LIGO como Virgo han completado sus dos primeras ejecuciones desde 2015. Una tercera ejecución de observación está programada para comenzar a principios de 2019 después de que se completen las actualizaciones adicionales de sus interferómetros ultrasensibles.
