El 5 de enero de 2020, los astrónomos escucharon una risa desde una parte distante del universo. El sonido rápido, a diferencia de lo que habían escuchado antes, fue causado por una enorme onda en el espacio, una onda gravitacional, que se extendió por todo el universo desde más de 900 millones de años luz, lavando la Tierra y haciendo ping a los inventores. Chirrido.
Luego, 10 días después, escucharon otro ruido similar. Un gemelo cósmico. Las ondas gravitacionales volvieron a desencadenar a los inventores de la Tierra. Chirrido.
Tras un análisis cuidadoso, se identificó que las dos señales emergían de fenómenos intensos nunca antes vistos en el espacio profundo: la colisión entre el agujero negro y la estrella de neutrones.
Los conflictos se describen en pares (o, menos poéticamente, «enlaces») Un nuevo estudio publicado en la revista Astronomy El martes, más de 1.000 científicos de las colaboraciones de LIGO / Kanni y Kagra participaron en la iniciativa multinacional. Caza las ondas gravitacionales. Los dos casos descritos recientemente se denominan GW200105 y GW200115, que proporcionan la fecha de su descubrimiento y proporcionan la primera evidencia concluyente de una conexión difícil de alcanzar.
Antes del doble descubrimiento, los astrónomos solo descubrieron que los agujeros negros eran agujeros negros y que las estrellas de neutrones se fusionaban con las estrellas de neutrones. Susan Scott, astrónoma de la Universidad Nacional de Australia y miembro de la colaboración Oz Grove LIGO, dijo: «Esperamos encontrar un sistema que lo tenga todo en algún momento».
En los últimos dos años, ha habido recomendaciones para que Es posible que se haya observado la colisión entre la estrella de neutrones y el agujero negro. – Pero uno de los elementos parecía un poco inusual. Es demasiado grande para ser una estrella de neutrones y demasiado pequeño para ser un agujero negro. El objeto desconocido sigue siendo un misterio, es decir, GW200105 y GW200115 pasan a la historia.
«Estos son los primeros descubrimientos prometedores para vincular una estrella de neutrones a un agujero negro», dijo Rory Smith, astrónomo de la Universidad de Monash en Australia y miembro de la colaboración LIGO.
Sirpi
Descanso rápido antes de continuar.
Los agujeros negros y las estrellas de neutrones son objetos extraños. Son monumentos a estrellas muertas y se forman al final de la vida de una estrella. Dependiendo de qué tan grande sea la estrella y qué tan cerca esté su vida. Si es una estrella pequeña (la más pequeña «unas 10 veces más grande que nuestro Sol») se desliza hacia una «estrella zombi» increíblemente densa llamada estrella de neutrones. Si fuera una estrella grande, caería en un agujero negro. Ambos materiales son bien conocidos y leídos, pero aún guardan muchos misterios.
Por un lado, no podemos investigarlos. Ésta es la característica más discutida de los agujeros negros. Su gravedad es tan fuerte que cuando el llamado horizonte de eventos pasa más allá de la luz … nunca sale. Pero los científicos no saben qué está pasando en el corazón de la estrella de neutrones. Sospechan que puede ocurrir algo de física diferente dentro de los dos objetos; las leyes de la física parecen romperse dentro de ellos.
Según Smith, observar objetos a través de ondas gravitacionales es «una especie de arqueología estelar» porque puede contar su historia evolutiva y las circunstancias en las que se forman.
La risa es fundamental para esto. Si LIGO en los Estados Unidos y Virgo en Italia encuentran una «risa», miran hacia atrás en el tiempo. La risa contiene información completa que puede decirles a los astrónomos qué tan grandes son los objetos en colisión y cómo giran. Esta información es importante para comprender cómo los dos objetos se entrelazan en una danza de la muerte.
«Al estudiar estos sistemas, aprendemos más sobre la vida y la muerte de los agujeros negros y las estrellas de neutrones en estos sistemas binarios», dijo Scott.
Objeto estrella
GW200105, Silp descubierto el 5 de enero de 2020 y Silp encontrado en GW200115, 15 de enero de 2020 son eventos similares, pero los materiales en colisión tienen propiedades ligeramente diferentes. Esos nombres científicos son confusos, así que los llamamos Lenny (GW200105) y Carl (GW200115).
Los investigadores dicen que Lenny es el resultado de un agujero negro nueve veces más grande que la colisión del Sol con la estrella de neutrones del Sol. Carl es seis veces más grande a través de un agujero negro y el Sol se une a una estrella de neutrones 1,5 veces más grande. Lenny y Carl son hoy dos animales completamente diferentes. Estas conexiones ocurrieron hace casi mil millones de años desde la Tierra, y Silps nos llegó recientemente.
Cuando decimos «conflicto» o «fusión» aquí, no sabemos completamente qué sucedió cuando los dos objetos finalmente se fusionaron. Durante mucho tiempo, dieron vueltas entre sí, atrapados por la atracción gravitacional del otro. Eventualmente, se unen. Susan Scott describe a Lenny y Carly como «un poco como un hombre de espaldas» cuando el agujero negro se traga una estrella de neutrones.
Otra interpretación artística del agujero negro y la estrella de neutrones es que el agujero negro se conecta al objeto que roba de su accesorio.
LIGO-India / Soheb Mandhai
El neutrón del agujero negro «tritura» la estrella en un proceso llamado interrupción de las mareas. En esta situación, el neutrón del agujero negro arrancará el objeto de la superficie de la estrella y lo robará, creando un disco de escombros alrededor del horizonte de eventos. «Tiene que generar una señal electromagnética», dijo Scott.
Una estrella de neutrones fragmentada es una mina de oro para los astrónomos. No se puede crear un objeto en una estrella de neutrones en un laboratorio y leerlo, por lo que este tipo de eventos pueden abrir una ventana para comprender qué está sucediendo en ellos.
«Observando Cómo Una estrella de neutrones es arrastrada por un agujero negro y estamos comenzando a aprender cómo funciona la materia en su estado más denso «, dijo Eric Train, astrofísico de la Universidad de Monash y miembro de la colaboración LIGO. Con una detección adecuada de ondas gravitacionales, podemos decodificar sus propiedades.
Es la primera de muchas conexiones entre estrellas de neutrones y agujero negro entre Lenny y Carl, lo que ayuda a arrojar luz sobre los objetos más intensos de nuestro universo.
«Estas observaciones pueden algún día revelar nuevas leyes de la naturaleza», dijo Smith.
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