Si dos galaxias chocan, la fusión de sus agujeros negros centrales desencadena ondas gravitacionales, que se extienden por todo el espacio. Un equipo de investigación internacional que involucra a la Universidad de Zurich ha calculado que esto ocurre alrededor de 10 millones de años después de la fusión de las dos galaxias, muchomás rápido de lo que se suponía anteriormente.
En su Teoría general de la relatividad, Albert Einstein predijo ondas gravitacionales hace más de un siglo; este año, se detectaron directamente por primera vez: el Observatorio de Ondas Gravitacionales de América LIGO registró tales curvaturas en el espacio desde la Tierra, que fueron causadas por elfusión de dos agujeros negros masivos. Y la investigación sobre las ondas gravitacionales, y por lo tanto el origen del universo, continúa: a partir de 2034, se lanzarán tres satélites al espacio en un proyecto encabezado por la Agencia Espacial Europea ESA para medirondas gravitacionales a rangos de frecuencia aún más bajos desde el espacio utilizando la Antena Espacial de Interferómetro Láser Evolucionado eLISA.
Hasta ahora, sin embargo, no era posible predecir de manera concluyente el punto en el que las ondas gravitacionales se disparan y se extienden por el espacio cuando las galaxias se fusionan. Un equipo internacional de astrofísicos de la Universidad de Zúrich, el Instituto de Tecnología Espacial de Islamabad, la UniversidadHeidelberg y la Academia de Ciencias de China ahora han calculado esto por primera vez utilizando una simulación extensa.
Mucho más rápido de lo que se suponía anteriormente
Cada galaxia tiene un agujero negro supermasivo en su núcleo, que puede exhibir millones o incluso miles de millones de masas solares. En una simulación realista del universo, la fusión de dos galaxias de aproximadamente 3 mil millones de años de antigüedad se encuentran relativamente cerca de unaotro fue simulado. Con la ayuda de supercomputadoras, los investigadores calcularon el tiempo que los dos agujeros negros centrales con alrededor de 100 millones de masas solares necesitaban emitir fuertes ondas gravitacionales después de que las galaxias colisionaron.
"El resultado es sorprendente", explica Lucio Mayer, del Instituto de Ciencias Computacionales de la Universidad de Zurich: "La fusión de los dos agujeros negros ya desencadenó las primeras ondas gravitacionales después de 10 millones de años, alrededor de 100 veces más rápido que antesficticio."
cálculo de supercomputadora de un año
La simulación por computadora, que tomó más de un año, se realizó en China, Zurich y Heidelberg. El proyecto requería un enfoque computacional innovador con varios códigos numéricos en diferentes supercomputadoras. En el proceso, cada supercomputadora era responsable de calcular una cierta fasede la convergencia orbital de los dos agujeros negros masivos y sus galaxias principales.
En comparación con los modelos anteriores, la relación entre las órbitas de los agujeros negros centrales y la estructura realista de las galaxias parentales se incluyó en la simulación actual. "Nuestros cálculos, por lo tanto, permiten un pronóstico sólido para la tasa de fusión de agujeros negros supermasivos en el"La primera etapa del universo", explica Mayer. "Pueden ayudar a evaluar las ondas gravitacionales que eLISA encontrará en el futuro cercano de manera más eficaz".
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Materiales proporcionado por Universidad de Zurich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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