diciembre 4, 2022

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El ‘grupo’ de agujeros negros puede explicar aspectos extraños de la fusión de agujeros negros de 2019

El 'grupo' de agujeros negros puede explicar aspectos extraños de la fusión de agujeros negros de 2019
Zoom / Ilustración de un enjambre de pequeños agujeros negros en un disco de gas que orbita un agujero negro supermasivo.

Samsing / Instituto Niels Bohr

En 2019, la colaboración LIGO/VIRGO captó una señal de onda gravitacional de una fusión de agujeros negros que resultó ser uno de los libros de récords. Apodado ‘GW190521’, fue el más masivo y el más lejano detectado hasta ahora, produciendo la señal más enérgica detectada hasta la fecha, apareciendo en los datos como más ‘fuerte’ que el ‘chirrido’ habitual.

Además, el nuevo agujero negro resultante de la fusión era unas 150 veces más potente que el peso de nuestro sol, lo que convierte a GW190521 en la primera observación directa de un agujero negro de masa intermedia. Aún más extraño, los dos agujeros negros que se fusionaron estaban encerrados en una órbita elíptica (no circular), y sus ejes de giro estaban más inclinados de lo normal en comparación con esas órbitas.

A los físicos nada les gusta más que presentar un rompecabezas intrigante que no parece encajar inmediatamente en una teoría bien establecida, y GW190521 les dio precisamente eso. Nuevas simulaciones teóricas sugieren que todos estos aspectos extraños pueden explicarse por la presencia de un solo tercer agujero negro que supera la última danza del sistema binario para producir una «danza desordenada», según nuevo papel Publicado en la revista Nature.

como somos mencioné anteriormenteEl 21 de mayo de 2019, los detectores de la colaboración detectaron la señal reveladora de una fusión binaria de agujeros negros: cuatro vibraciones cortas que duran menos de una décima de segundo. Cuanto más corta es la señal, más masivos son los agujeros negros que se fusionan, en este caso, 85 y 66 masas solares, respectivamente. Los agujeros negros se fusionaron para formar un nuevo agujero negro de más de 142 masas solares, emitiendo el equivalente a ocho masas solares en el proceso; por lo tanto, los detectores captaron la fuerte señal.

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Lo que hizo que este evento fuera tan inusual es que la medición de 142 masas solares se encuentra en medio de lo que se conoce como la «brecha de masa» de los agujeros negros. La mayoría de estos objetos se dividen en dos grupos: agujeros negros de masa estelar (que van desde unas pocas masas solares hasta decenas de masas solares) y agujeros negros supermasivos, como los que se encuentran en el medio de nuestra Vía Láctea (que van desde cientos de miles hasta miles de millones). de masas solares). La primera es causada por la muerte de estrellas masivas en una supernova que colapsa en su núcleo, mientras que el proceso de formación de la segunda sigue siendo un misterio.

Concepto artístico de un esquema jerárquico para fusionar agujeros negros.  Los científicos plantean la hipótesis de que los dos agujeros negros fueron el resultado de una fusión previa de dos pequeños agujeros negros.
Zoom / Concepto artístico de un esquema jerárquico para fusionar agujeros negros. Los científicos plantean la hipótesis de que los dos agujeros negros fueron el resultado de una fusión previa de dos pequeños agujeros negros.

LEGO/Caltech/MIT/R. Herido (IPAC)

El hecho de que un ancestro de un agujero negro pesara 85 masas solares también es inusual, ya que entra en conflicto con los modelos actuales de evolución estelar. Los tipos de estrellas que darían lugar a agujeros negros entre 65 y 135 masas solares no resultarían ser supernovas, y por lo tanto no terminarían como agujeros negros. En cambio, estas estrellas se volverán inestables y perderán gran parte de su masa. Solo entonces se convertirán en una supernova, pero el resultado será un agujero negro de menos de 65 masas solares.