Los agujeros negros binarios en cúmulos globulares y Advanced-LIGO

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El cúmulo globular Omega Centauri (NGC 5139) es el más brillante de los que orbitan la Vía Láctea; está a unos 15.800 años-luz de la Tierra aunque puede ser observado a simple vista en una noche clara sin contaminación lumínica. | Wikimedia Commons
El cúmulo globular Omega Centauri (NGC 5139) es el más brillante de los que orbitan la Vía Láctea; está a unos 15.800 años-luz de la Tierra aunque puede ser observado a simple vista en una noche clara sin contaminación lumínica. | Wikimedia Commons

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

Sabemos desde hace un siglo que un campo gravitacional se asemeja a un estanque por el que pueden viajar ondas. La predicción de que una masa acelerando irradiaría ondas gravitacionales (y perdería energía por ello) está recogida en la teoría general de la relatividad de Albert Einstein. Se han hecho muchos intentos para detectar estas ondas gravitacionales en el espacio usando detectores gigantescos. La teoría sugiere que un pulso de radiación gravitacional (como el que generaría una explosión de supernova o un agujero negro) sería capaz de hacer que el detector vibrase.

Sin embargo, a pesar de los esfuerzos realizados hasta la fecha la interacción es tan débil y las fuentes de ruido tantas que no existen pruebas directas de la existencia de estas ondas, aunque sí indirectas. Por eso se trabaja en nuevos detectores más sensibles y en definir mejor los objetos cósmicos que pueden emitir una señal detectable.

Esto último es precisamente lo que acaba de realizar un equipo de investigadores encabezado por Carl Rodríguez, de la Universidad Northwestern (EE.UU.), que ha señalado a las fusiones de agujeros negros como los candidatas ideales para el nuevo detector que está a punto de ponerse en funcionamiento, Advanced-LIGO. Publican sus resultados en Physical Review Letters.

Un par de agujeros negros que se orbitan a corta distancia terminarán colisionando y fusionándose. Una fusión de este tipo sería una de las fuentes más potentes de ondas gravitacionales imaginables. Lo que Rodríguez y colaboradores han hecho es determinar dónde es más probable encontrar este tipo de fusiones: y son unas agrupaciones densas de estrellas, los llamados cúmulos globulares, que orbitan el núcleo de las galaxias que los hospedan. Calculan que las fusiones de agujeros negros en cúmulos estelares podrían proporcionar las señales más comunes que Advanced-LIGO podría detectar.

Las simulaciones llevadas a cabo por los investigadores indican que, teniendo en cuenta la sensibilidad de detección que se espera que tenga Advanced-LIGO, los cúmulos globulares podrían generar alrededor de cien fusiones de agujeros negros al año detectables, cinco veces más de lo calculado por estudios anteriores.

No solo eso, también demuestran que los agujeros negros en esos sistemas binarios podrían ser más masivos que los que se forman a partir de estrellas binarias fuera de los cúmulos globulares. Esto sería un indicio de que Advanced-LIGO podría ser capaz de distinguir los datos que se originan en estos dos tipos de sistemas binarios, con lo que se obtendría información adicional acerca de donde nacen los agujeros negros y de su historia en nuestro vecindario cósmico.

Referencia:

Carl L. Rodríguez et al (2015) Binary Black Hole Mergers from Globular Clusters: Implications for Advanced LIGO Phys. Rev. Lett. DOI: 10.1103/PhysRevLett.115.051101

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

2 comentarios

  • […] El cúmulo globular Omega Centauri (NGC 5139) es el más brillante de los que orbitan la Vía Láctea; está a unos 15.800 años-luz de la Tierra aunque puede ser observado a simple vista en una noche clara sin contaminación lumínica. | Wikimedia  […]

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