Los científicos dirigidos por el Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham realizaron las enormes simulaciones cosmológicas que se pueden utilizar para predecir la velocidad a la que se pueden detectar las ondas gravitacionales causadas por colisiones entre los agujeros negros monstruosos.
La amplitud y la frecuencia de estas ondas podrían revelar la masa inicial de las semillas a partir de las cuales crecieron los primeros agujeros negros desde que se formaron hace 13 mil millones de años y proporcionar más pistas sobre qué las causó y dónde se formaron, dijeron los investigadores.
La investigación se presenta hoy lunes 27 de junio de 2016 en la Reunión Nacional de Astronomía de la Royal Astronomical Society en Nottingham, Reino Unido. Fue financiada por el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología, el Consejo Europeo de Investigación y los Polos de Atracción Interuniversitarios BelgasPrograma.
El estudio combinó simulaciones del proyecto EAGLE, que tiene como objetivo crear una simulación realista del Universo conocido dentro de una computadora, con un modelo para calcular las señales de ondas gravitacionales.
Dos detecciones de ondas gravitacionales causadas por colisiones entre agujeros negros supermasivos deberían ser posibles cada año utilizando instrumentos basados en el espacio como el detector de Antena Espacial de Interferómetro Láser Evolucionado eLISA que se lanzará en 2034, dijeron los investigadores.
En febrero, las colaboraciones internacionales LIGO y Virgo anunciaron que habían detectado ondas gravitacionales por primera vez usando instrumentos terrestres y en junio informaron una segunda detección.
Como eLISA estará en el espacio, y será al menos 250,000 veces más grande que los detectores en la Tierra, debería ser capaz de detectar las ondas gravitacionales de frecuencia mucho más baja causadas por colisiones entre agujeros negros supermasivos que son hasta un millón de vecesla masa de nuestro sol
Las teorías actuales sugieren que las semillas de estos agujeros negros fueron el resultado del crecimiento y colapso de la primera generación de estrellas en el Universo; colisiones entre estrellas en cúmulos estelares densos; o el colapso directo de estrellas extremadamente masivas a principios deUniverso.
Como cada una de estas teorías predice diferentes masas iniciales para las semillas de semillas de agujeros negros supermasivos, las colisiones producirían diferentes señales de ondas gravitacionales.
Esto significa que las posibles detecciones por eLISA podrían ayudar a identificar el mecanismo que ayudó a crear agujeros negros supermasivos y cuándo se formaron en la historia del Universo.
El autor principal Jaime Salcido, estudiante de doctorado en el Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham, dijo: "Comprender más sobre las ondas gravitacionales significa que podemos estudiar el Universo de una manera completamente diferente".
"Estas ondas son causadas por colisiones masivas entre objetos con una masa mucho mayor que nuestro sol".
"Al combinar la detección de ondas gravitacionales con simulaciones, podríamos determinar cuándo y cómo se formaron las primeras semillas de agujeros negros supermasivos"
El coautor profesor Richard Bower, del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham, agregó: "Los agujeros negros son fundamentales para la formación de galaxias y se cree que se encuentran en el centro de la mayoría de las galaxias, incluida nuestra propia Vía Láctea".
"Descubrir cómo llegaron a estar donde están es uno de los problemas no resueltos de la cosmología y la astronomía.
"Nuestra investigación ha demostrado cómo los detectores basados en el espacio proporcionarán nuevas ideas sobre la naturaleza de los agujeros negros supermasivos".
Las ondas gravitacionales fueron predichas por primera vez hace 100 años por Albert Einstein como parte de su Teoría de la relatividad general.
Las ondas son ondas concéntricas causadas por eventos violentos en el Universo que exprimen y estiran el tejido del espacio-tiempo, pero la mayoría son tan débiles que no se pueden detectar.
LIGO detectó ondas gravitacionales utilizando instrumentos terrestres, llamados interferómetros, que utilizan rayos láser para detectar perturbaciones sutiles causadas por las ondas.
eLISA funcionará de manera similar, detectando los pequeños cambios en las distancias entre tres satélites que orbitarán al sol en un patrón triangular conectado por haces de láser en cada satélite.
En junio se informó que el LISA Pathfinder, el precursor de eLISA, había demostrado con éxito la tecnología que abre la puerta al desarrollo de un gran observatorio espacial capaz de detectar ondas gravitacionales en el espacio.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Durham . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cite esta página :