Una colaboración de investigación internacional que incluye a astrónomos de la Universidad Northwestern ha producido el retrato familiar más detallado de los agujeros negros hasta la fecha, ofreciendo nuevas pistas sobre cómo se forman los agujeros negros. Un análisis intenso de los datos de ondas gravitacionales más recientes disponibles condujo al rico retratoasí como múltiples pruebas de la teoría de la relatividad general de Einstein la teoría pasó cada prueba.
El equipo de científicos que conforman LIGO Scientific Collaboration LSC y Virgo Collaboration ahora comparte todos los detalles de sus descubrimientos. Esto incluye nuevos candidatos para la detección de ondas gravitacionales que resistieron el escrutinio: un total enorme de 39, que representa una variedad de agujeros negros y estrellas de neutrones, y nuevos descubrimientos como resultado de la combinación de todas las observaciones. Los 39 eventos promediaron más de uno por semana de observación.
Las observaciones podrían ser una pieza clave para resolver los muchos misterios de cómo interactúan exactamente las estrellas binarias. Una mejor comprensión de cómo evolucionan las estrellas binarias tiene consecuencias en la astronomía, desde los exoplanetas hasta la formación de galaxias.
Los detalles se informan en un trío de artículos relacionados que estarán disponibles en versión preliminar el 28 de octubre en arxiv.org. Los estudios también se enviarán a revistas revisadas por pares.
Las señales de ondas gravitacionales en las que se basan los estudios se detectaron durante la primera mitad de la tercera serie de observación, denominada O3a, del Observatorio de ondas gravitacionales de interferometría láser LIGO de la National Science Foundation, un par de 4interferómetros de un kilómetro de largo en los Estados Unidos, y Virgo, un detector de 3 kilómetros de largo en Italia. Los instrumentos pueden detectar señales de ondas gravitacionales de muchas fuentes, incluidos los agujeros negros en colisión y las estrellas de neutrones en colisión.
"La astronomía de ondas gravitacionales es revolucionaria: nos revela la vida oculta de los agujeros negros y las estrellas de neutrones", dijo Christopher Berry, miembro de LSC y autor de los artículos. "En solo cinco años hemos pasado de no saber esoLos agujeros negros binarios existen para tener un catálogo de más de 40. La tercera ejecución de observación ha arrojado más descubrimientos que nunca. Combinarlos con descubrimientos anteriores pinta una hermosa imagen de la rica variedad de binarios del universo ".
Berry es profesor de investigación de la Junta de Visitantes de CIERA en el CIERA Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica de Northwestern y profesor en la Universidad de Glasgow. Otros autores de Northwestern incluyen a los miembros de CIERA Maya Fishbach y Chase Kimball.Amplio grupo de investigadores en teoría, simulación y observación que estudian agujeros negros, estrellas de neutrones, enanas blancas y más.
Como miembro de la colaboración, los investigadores de Northwestern analizaron los datos de los detectores de ondas gravitacionales para inferir las propiedades de los agujeros negros y las estrellas de neutrones binarios detectados y para proporcionar una interpretación astrofísica de estos descubrimientos.
Los artículos se resumen de la siguiente manera :
"Hasta ahora, la tercera serie de observación de LIGO y Virgo ha dado muchas sorpresas", dijo Fishbach, miembro posdoctoral de la NASA Einstein y miembro de LSC. "Después de la segunda serie de observación, pensé que habíamos visto todo el espectro de agujeros negros binarios, pero el paisaje de los agujeros negros es mucho más rico y variado de lo que imaginaba. Estoy emocionado de ver qué nos enseñarán las observaciones futuras ".
Fishbach coordinó la redacción del documento de poblaciones que describe lo que la colaboración ha aprendido sobre las propiedades de la familia de la fusión de agujeros negros y estrellas de neutrones.
Berry ayudó a coordinar el análisis como parte de un equipo global para inferir las propiedades de las detecciones, y se desempeñó como revisor de la Junta Editorial de LSC para el catálogo y para probar los artículos de relatividad general.
El estudiante de posgrado Chase Kimball, miembro de LSC, contribuyó con cálculos de las tasas de fusiones al documento de poblaciones. Kimball es co-asesorado por Berry y Vicky Kalogera, investigadora principal del grupo LSC de Northwestern, directora de CIERA y Daniel I.Linzer, profesor universitario distinguido de física y astronomía en la Facultad de Artes y Ciencias de Weinberg.
Los detectores LIGO y Virgo finalizaron su última ejecución de observación el pasado mes de marzo. Los datos analizados en estos tres artículos se recopilaron desde el 1 de abril de 2019 hasta el 1 de octubre de 2019. Los investigadores están en el proceso de analizar los datos de la segunda mitadde la carrera de observación, O3b.
Los detectores están programados para reanudar la observación el próximo año después de que se realice el trabajo para aumentar su rango de detección
"La fusión de agujeros negros y estrellas binarias de neutrones es un laboratorio único", dijo Berry. "Podemos usarlos para estudiar tanto la gravedad hasta ahora la relatividad general de Einstein ha pasado todas las pruebas como la astrofísica de cómo las estrellas masivas viven suvidas. LIGO y Virgo han transformado nuestra capacidad para observar estos binarios y, a medida que nuestros detectores mejoren, la tasa de descubrimiento solo se acelerará ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Northwestern . Original escrito por Megan Fellman. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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