Las fusiones entre agujeros negros y estrellas de neutrones en densos cúmulos de estrellas son bastante diferentes a las que se forman en regiones aisladas donde las estrellas son pocas. Sus características asociadas podrían ser cruciales para el estudio de las ondas gravitacionales y su fuente. El Dr. Manuel Arca Sedda del Instituto de Computación Astronómica de la Universidad de Heidelberg llegó a esta conclusión en un estudio que utilizó simulaciones por computadora. La investigación puede ofrecer información crítica sobre la fusión de dos objetos estelares masivos que los astrónomos observaron en 2019. Los hallazgos fueron publicados en la revista. Física de las comunicaciones .

Las estrellas mucho más masivas que nuestro sol suelen terminar su vida como una estrella de neutrones o un agujero negro. Las estrellas de neutrones emiten pulsos regulares de radiación que permiten su detección. En agosto de 2017, por ejemplo, cuando se observó la primera fusión de estrellas de neutrones dobles, Los científicos de todo el mundo detectaron la luz de la explosión con sus telescopios. Agujeros negros, por otra parte, generalmente permanecen ocultos porque su atracción gravitacional es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar, haciéndolos invisibles a los detectores electromagnéticos.

Si dos agujeros negros se fusionan, el evento puede ser invisible pero, no obstante, es detectable a partir de ondas en el espacio-tiempo en forma de las llamadas ondas gravitacionales. Ciertos detectores, como el "Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser" (LIGO) en EE. UU., son capaces de detectar estas ondas. La primera observación directa exitosa se realizó en 2015. La señal fue generada por la fusión de dos agujeros negros. Pero este evento puede no ser la única fuente de ondas gravitacionales, que también podría provenir de la fusión de dos estrellas de neutrones o un agujero negro con una estrella de neutrones. Descubrir las diferencias es uno de los mayores desafíos al observar estos eventos, según el Dr. Arca Sedda.

En su estudio, el investigador de Heidelberg analizó la fusión de pares de agujeros negros y estrellas de neutrones. Usó simulaciones por computadora detalladas para estudiar las interacciones entre un sistema compuesto por una estrella y un objeto compacto, como un agujero negro, y un tercer objeto itinerante masivo que se requiere para una fusión. Los resultados indican que tales interacciones de tres cuerpos pueden, de hecho, contribuir a las fusiones de estrellas de neutrones y agujeros negros en regiones estelares densas como los cúmulos de estrellas globulares. "Se puede definir una familia especial de fusiones dinámicas que es claramente diferente de las fusiones en áreas aisladas, "explica Manuel Arca Sedda.

La fusión de un agujero negro con una estrella de neutrones fue observada por primera vez por observatorios de ondas gravitacionales en agosto de 2019.Sin embargo, los observatorios ópticos de todo el mundo no pudieron localizar una contraparte electromagnética en la región de donde se originó la señal de la onda gravitacional. sugiriendo que el agujero negro había devorado completamente la estrella de neutrones sin antes destruirla. Si se confirma, Esta podría ser la primera fusión de estrellas de neutrones y agujero negro observada detectada en un entorno estelar denso. como lo describe el Dr. Arca Sedda.