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Ciencia 29/06/2021

El choque nunca antes visto entre agujeros negros y estrellas de neutrones

La detección de ondas gravitacionales sigue dando frutos en cuanto a nuestro conocimiento del Universo

Hace cinco años se anunció que, por primera vez, había sido posible la detección directa de ondas gravitacionales, causadas por el choque de agujeros negros, observada por los detectores LIGO, basado en EE. UU. y el europeo Virgo.

Un año después, en 2017, la Academia Sueca de Ciencias decidió otorgar el Premio Nobel de Física a Reiner Weiss, Barry C. Barrish y Kip Thorne: “por sus contribuciones decisivas al al detector LIGO y la detección de ondas gravitacionales”.

Desde entonces, la búsqueda de fenómenos en el Universo, que producen ondas gravitacionales, no se ha detenido.

Hoy 29 de junio se publicaron los resultados de la nueva detección de dos eventos de ondas gravitacionales causadas, en esta ocasión, por el choque agujeros negros y estrellas de neutrones.

Einstein tenía razón

La existencia de las ondas gravitacionales quedó enunciada en la Teoría de la Relatividad, de Einstein.

Un año después de completar la formulación de las ecuaciones de la relatividad general, Albert Einstein encontró que algunas de las soluciones correspondían a ondas que viajaban a la velocidad de la luz.

Esas ondas serían resultado del choque de objetos enormes, como agujeros negros, lo que terminaría causando perturbaciones en el tejido mismo del espacio-tiempo: las ondas gravitacionales.

A pesar de las soluciones que encontró para sus ecuaciones, Einsten sabía que este tipo de ondas serían muy difíciles de detectar.

Durante las décadas posteriores, muchos físicos debatieron sobre la existencia real de las ondas gravitacionales, pero la evidencia directa de su existencia, llegó un siglo después del planteamiento de Einstein.

Einstein, física

Olas en el océano cósmico

Desde la década de los sesenta del siglo XX se propusieron experimentos de interferometría, para poder detectar los eventos de ondas gravitacionales.

Como la medición es muy delicada, para confirmar la detección se hace con más de un detector.

Estos además deben estar situados en diferentes lugares del mundo: si las lecturas son iguales, quiere decir que la observación corresponde a un evento real.

Así la colaboración entre los grupos de investigación de los detectores LIGO y Virgo, continúa siendo muy estrecha.

El observatorio LIGO cuenta con detectores, en dos locaciones diferentes de EE. UU.: una en Hanford, Washington y otra en Livingston, Louisiana.

Esos instrumentos, combinados con el interferómetro Virgo, en Pisa, Italia, pueden entonces confirmar cuando algún evento astronómico ocasiona un movimiento ondulatorio en el espacio.

Agujeros negros y estrellas de neutrones

Los resultados que hoy se publicaron en la revista científica especializada The Astrophysical Journal Letters, provienen de observaciones que se hicieron a principios de 2020.

El primer evento observado, el 5 de enero de 2020, por las características de las ondas gravitacionales, debía corresponder choque entre un agujero negro con 9 veces la masa del Sol, contra otro objeto más compacto: de unas 2 veces la masa del Sol.

El segundo evento, del 15 de enero de 2020, fue causado por objetos un poco más chicos: un agujero negro de 6 veces la masa del Sol y otro objeto de apenas un poco más grande que nuestra estrella.

Por sus características, los astrónomos que analizaron los datos, determinaron que los objetos más pequeños, involucrados en esta colisión cósmica eran estrellas de neutrones.

Las estrellas de neutrones, en algún momento fueron estrellas súper gigantes, que al terminar su vida tienen un colapso gravitacional, que no es tan extremo como lo que sucede con los agujeros negros, pero que compacta su masa en un pequeñísimo espacio.

Se piensa que ambos casos, estos choques que ocurrieron a unos mil millones de años luz de la Tierra, se trata de objetos que en algún momento fueron un sistema binario de estrellas masivas.

Al final de su vida terminaron como un agujero negro y una estrella de neutrones.

Y con el paso del tiempo hubo un inevitable colapso gravitacional, que podemos observar.

Que hayan sido detectados casi al mismo tiempo, aunque se trate de dos eventos diferentes, indica que estas colisiones son muy comunes y que los sistemas binarios de estrellas supermasivas son algo que está por todos lados en el Universo. Y por supuesto, también nos indican que Einstein tenía razón.