Pueden producirse ondas gravitacionales en el corazón de la galaxia, dice un nuevo estudio dirigido por Ph.D. estudiante Joseph Fernandez en Liverpool John Moores University. Expone el trabajo en una presentación el 3 de abril en la Semana Europea de Astronomía y Ciencias Espaciales en Liverpool.

Las ondas gravitacionales son pequeñas ondas en el espacio-tiempo que se extienden por todo el universo. Cuando hay un cambio en la presión del aire en la Tierra, este cambio se mueve hacia afuera en forma de ondas sonoras. Análogamente, cuando pares de objetos compactos como agujeros negros o estrellas de neutrones forman binarios y giran uno alrededor del otro, el campo gravitacional a su alrededor cambia, produciendo ondas de gravedad que también se mueven hacia afuera.

Este fenómeno fue predicho por Albert Einstein en 1915. Se predijo que la amplitud de estas ondas sería tan pequeña que Einstein pensó que nunca serían detectadas. Sin embargo, en 2015, un siglo después de hacer la predicción, Las ondas de gravedad se observaron directamente por primera vez.

Estos se originaron a partir de un par de agujeros negros de masa estelar (alrededor de 30 veces la masa del sol cada uno), que cayeron juntos, y finalmente se fusionó.

Desde entonces, Se ha informado que otras cuatro observaciones confirmadas de ondas de gravedad se originan en estos sistemas, y con las mejoras de LIGO y VIRGO actualmente en curso, esperamos ver muchos más en un futuro próximo.

Estas observaciones muestran que las fusiones de agujeros negros son algo común en el universo. Sin embargo, los investigadores aún no están seguros de cómo se forman este tipo de sistemas binarios. Esto se debe a que necesitan estar en órbitas muy cercanas o muy excéntricas para colapsar de tal manera que las ondas de gravedad sean observables.

Fernandez y colegas, incluyendo otro Ph.D. estudiante brown han demostrado que las órbitas de las binarias pueden ser cambiadas por el agujero negro que se encuentra en el centro de la mayoría de las galaxias, incluido el nuestro.

Un agujero negro masivo da como resultado campos gravitacionales muy intensos y física extrema. Si un binario compacto tuviera un encuentro cercano con uno, entonces, en la mayoría de los casos, se interrumpiría y los agujeros negros o estrellas que la componen se separarían.

Sin embargo, este no es siempre el caso.

Los binarios pueden emerger del encuentro de las mareas sin interrupciones bajo ciertas condiciones, con sus órbitas sufriendo severas modificaciones. Mediante el uso de simulaciones de Monte Carlo, Fernández ha demostrado que los sistemas binarios de agujeros negros supervivientes pueden volverse estrechos y excéntricos, reduciendo el tiempo de fusión en más de un factor de 100 en el 10 por ciento de los casos.

Esto podría ser suficiente para forzar a los binarios que no se fusionarían durante la vida útil del universo a hacerlo antes, conduciendo a ondas gravitacionales observables.

Este proceso también puede invertir el plano orbital del sistema binario, haciendo que los agujeros negros orbiten en dirección opuesta a sus condiciones iniciales. Esto puede dar lugar a valores de giro efectivos negativos, que podría utilizarse para distinguir este mecanismo de otros.