Cuando mueren las estrellas más masivas, colapsan bajo su propia gravedad y dejan agujeros negros; cuando mueren las estrellas que son un poco menos masivas, explotan en supernovas y dejan restos densos y muertos de estrellas llamadas estrellas de neutrones. Durante décadas, los astrónomos se han quedado perplejos por una brecha que se encuentra entre las estrellas de neutrones y los agujeros negros: la estrella de neutrones más pesada conocida no tiene más de 2.5 veces la masa de nuestro sol, o 2.5 masas solares, y el agujero negro más ligero conocido es de aproximadamente 5 masas solaresLa pregunta permaneció: ¿hay algo en esta llamada brecha de masa?
Ahora, en un nuevo estudio del Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser de la National Science Foundation LIGO y el detector Virgo en Europa, los científicos han anunciado el descubrimiento de un objeto de 2.6 masas solares, colocándolo firmemente en la brecha de masa.El objeto fue encontrado el 14 de agosto de 2019, ya que se fusionó con un agujero negro de 23 masas solares, generando una salpicadura de ondas gravitacionales detectadas en la Tierra por LIGO y Virgo. Un documento sobre la detección se publica hoy, 23 de junio,en Las letras del diario astrofísico .
"Hemos estado esperando décadas para resolver este misterio", dice el coautor Vicky Kalogera, profesor de la Universidad Northwestern. "No sabemos si este objeto es la estrella de neutrones más pesada conocida o el agujero negro más ligero conocido,pero de cualquier manera se rompe un récord "
"Esto va a cambiar la forma en que los científicos hablan sobre las estrellas de neutrones y los agujeros negros", dice el coautor Patrick Brady, profesor de la Universidad de Wisconsin, Milwaukee, y el portavoz de LIGO Scientific Collaboration.no existe en absoluto, pero puede deberse a limitaciones en las capacidades de observación. El tiempo y más observaciones lo dirán "
La fusión cósmica descrita en el estudio, un evento denominado GW190814, dio como resultado un agujero negro final de aproximadamente 25 veces la masa del sol parte de la masa fusionada se convirtió en una explosión de energía en forma de ondas gravitacionales.El agujero negro recién formado se encuentra a unos 800 millones de años luz de distancia de la Tierra.
Antes de que los dos objetos se fusionaran, sus masas diferían en un factor de 9, lo que hace que esta sea la relación de masa más extrema conocida para un evento de onda gravitacional. Otro evento LIGO-Virgo recientemente reportado, llamado GW190412, ocurrió entre dos agujeros negros con unrelación de masa de aproximadamente 4: 1.
"Es un desafío para los modelos teóricos actuales formar pares fusionados de objetos compactos con una relación de masa tan grande en la que el compañero de baja masa reside en la brecha de masa. Este descubrimiento implica que estos eventos ocurren mucho más a menudo de lo que predijimos, haciendoeste es un objeto de baja masa realmente intrigante ", explica Kalogera." El objeto misterioso puede ser una estrella de neutrones fusionándose con un agujero negro, una posibilidad emocionante esperada teóricamente pero aún no confirmada por observación. Sin embargo, a 2.6 veces la masa de nuestro sol,excede las predicciones modernas para la masa máxima de estrellas de neutrones y, en cambio, puede ser el agujero negro más ligero jamás detectado ".
Cuando los científicos de LIGO y Virgo detectaron esta fusión, inmediatamente enviaron una alerta a la comunidad astronómica. Docenas de telescopios terrestres y espaciales siguieron en busca de ondas de luz generadas en el evento, pero ninguno recogió ninguna señalHasta ahora, tales contrapartes de luz a las señales de ondas gravitacionales se han visto solo una vez, en un evento llamado GW170817. Ese evento, descubierto por la red LIGO-Virgo en agosto de 2017, implicó una colisión ardiente entre dos estrellas de neutrones que posteriormente se produjopresenciado por docenas de telescopios en la Tierra y en el espacio. Las colisiones de estrellas de neutrones son asuntos desordenados con la materia lanzada hacia afuera en todas direcciones y, por lo tanto, se espera que brillen con luz. Por el contrario, se cree que las fusiones de agujeros negros, en la mayoría de las circunstancias, no producen luz.
Según los científicos de LIGO y Virgo, el evento de agosto de 2019 no fue visto por telescopios basados en la luz por algunas posibles razones. Primero, este evento fue seis veces más lejos que la fusión observada en 2017, lo que dificulta su recuperacióncualquier señal de luz. En segundo lugar, si la colisión involucrara dos agujeros negros, probablemente no hubiera brillado con ninguna luz. En tercer lugar, si el objeto fuera de hecho una estrella de neutrones, su compañero de agujero negro 9 veces más masivo podría haberse tragadoentero; una estrella de neutrones consumida entera por un agujero negro no emitiría ninguna luz.
"Pienso en Pac-Man comiendo un pequeño punto", dice Kalogera. "Cuando las masas son altamente asimétricas, la estrella de neutrones más pequeña se puede comer de un solo bocado".
¿Cómo sabrán los investigadores si el objeto misterioso era una estrella de neutrones o un agujero negro? Las observaciones futuras con LIGO, Virgo y posiblemente otros telescopios pueden detectar eventos similares que ayudarían a revelar si existen objetos adicionales en la brecha de masa.
"Esta es la primera visión de lo que podría ser una población completamente nueva de objetos binarios compactos", dice Charlie Hoy, miembro de la Colaboración Científica LIGO y un estudiante graduado en la Universidad de Cardiff. "Lo que es realmente emocionante es que esto essolo el comienzo. A medida que los detectores se vuelvan cada vez más sensibles, observaremos aún más de estas señales, y podremos identificar las poblaciones de estrellas de neutrones y agujeros negros en el universo ".
"La brecha de masa ha sido un acertijo interesante durante décadas, y ahora hemos detectado un objeto que cabe justo dentro de él", dice Pedro Marronetti, director del programa de física gravitacional de la National Science Foundation NSF. "Eso no puedeexplicarse sin desafiar nuestra comprensión de la materia extremadamente densa o lo que sabemos sobre la evolución de las estrellas. Esta observación es otro ejemplo más del potencial transformador del campo de la astronomía de ondas gravitacionales, que trae nuevas ideas con cada nueva detección ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de California . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :