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    Detectando agujeros negros supermasivos en colisión:la búsqueda continúa

    Ilustración artística de un agujero negro supermasivo. Crédito:NASA / JPL / CALTECH

    En un nuevo estudio, Los investigadores han desarrollado un método innovador para detectar agujeros negros supermasivos en colisión. El estudio se acaba de publicar en la Diario astrofísico y fue dirigido por el investigador postdoctoral Xingjiang Zhu del Centro de Excelencia ARC para el Descubrimiento de Ondas Gravitacionales (OzGrav) en la Universidad de Monash.

    En el centro de cada galaxia del universo, hay un agujero negro supermasivo de millones a miles de millones de veces la masa del sol. Las grandes galaxias se ensamblan a partir de galaxias más pequeñas que se fusionan, por lo que se espera que las colisiones de agujeros negros supermasivos sean comunes en el cosmos. Pero la fusión de agujeros negros supermasivos sigue siendo difícil de alcanzar:hasta ahora no se han encontrado pruebas concluyentes de su existencia.

    Una forma de buscar estas fusiones es a través de la emisión de ondas gravitacionales, ondas en el tejido del espacio y el tiempo. Un par distante de agujeros negros supermasivos que se fusionan emiten ondas gravitacionales mientras giran en espiral uno alrededor del otro. Dado que los agujeros negros son tan grandes, cada ola tarda muchos años en pasar por la Tierra. Los astrónomos han utilizado una técnica conocida como matriz de temporización de púlsar para observar ondas gravitacionales de agujeros negros binarios supermasivos, hasta ahora en vano.

    En paralelo, Los astrónomos han estado buscando la colisión de agujeros negros supermasivos con la luz. Se han identificado varias fuentes candidatas buscando fluctuaciones regulares en el brillo de galaxias distantes llamadas cuásares. Los quásares son extremadamente brillantes, se cree que es impulsado por la acumulación de nubes de gas en agujeros negros supermasivos.

    Si el centro de un cuásar contiene dos agujeros negros que orbitan uno alrededor del otro (en lugar de un solo agujero negro), el movimiento orbital podría cambiar la acumulación de la nube de gas y provocar variaciones periódicas en su brillo. Se han identificado cientos de candidatos a través de esas búsquedas, pero los astrónomos aún tienen que encontrar la señal de la pistola humeante.

    "Si podemos encontrar un par de agujeros negros supermasivos fusionados, no solo nos dirá cómo evolucionaron las galaxias, pero también revelan la intensidad de la señal de onda gravitacional esperada para los observadores de púlsares, "dice Zhu.

    El estudio de OzGrav busca zanjar el debate, determinar si es probable que alguno de los cuásares identificados sea alimentado por la colisión de agujeros negros. ¿El veredicto? Probablemente no.

    "Hemos desarrollado un nuevo método que nos permite buscar una señal periódica y medir las propiedades del ruido de cuásar al mismo tiempo, "dice Zhu." Por lo tanto, debería producir una estimación fiable de la significación estadística de la señal detectada ".

    Aplicando este método a una de las fuentes candidatas más destacadas, llamado PG1302-102, los investigadores encontraron pruebas sólidas de variabilidad periódica; sin embargo, argumentaron que es poco probable que la señal sea causada por un par de agujeros negros en camino a la colisión. En lugar de, encontraron que el modelo comúnmente asumido, describiendo las fluctuaciones en la luz del gas caliente, Es defectuoso.

    "Nuestros resultados muestran que los cuásares son complicados, ", dice el colaborador e investigador jefe de OzGrav, Eric Thrane. Estamos seguros de que este nuevo método nos ayudará a buscar colisiones de agujeros negros supermasivos al comprender mejor los cuásares y distinguir posibles señales".


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