Los astrónomos podrían estar a punto de detectar ondas gravitatorias después de decadas de intentarlo, de acuerdo con un equipo de astrofísicos.
Un equipo de astrofísicos polacos explica que si se actualizan los detectores actuales de ondas gravitacionales para encontrar sistemas de agujeros negros binarios, podrían esperar encontrar ondas gravitatorias "dentro del primer año de funcionamiento". Si esto es correcto, podría abrir una nueva ventana al cosmos, permitiendo a los astrónomos ver el Universo con nuevos ojos.
A diferencia de las ondas de luz, las cuales viajan a través del espacio, las ondas gravitatorias son ondulaciones producidas en el propio tejido del espacio-tiempo. El origen de estas ondas, que fueron predichas por la Teoría General de la Relatividad de Einstein, incluye sistemas binarios de objetos compactos tales como estrellas de neutrones y agujeros negros. Conforme cada una del dúo se atraen en espiral hacia la otra, las ondas gravitacionales se propagan hacia el espacio.
Los detectores de ondas gravitatorias, tales como el Observatorio de Ondas Gravitatorias por Interferometría Láser (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory, LIGO), se han concentrado en sistemas binarios de dos estrellas de neutrones porque se pensaba que eran más numerosos, a pesar de ser fuentes más débiles que los raros sistemas de agujeros negros dobles.
Sin embargo, un equipo de investigadores, liderados por Chris Belczynski del Laboratorio Nacional Los Álamos, informa que estos proyectos han tomado la opción incorrecta, diciendo que los sistemas de doble agujero negro podrían ser mucho más comunes de lo que previamente se pensaba. La razón está relacionada con la metalicidad de las estrellas, que es la fracción de elementos que son mas pesados que el helio. A menor metalicidad, menor es la masa que se pierde al final de la vida de la estrella y por lo tanto, el agujero negro que forma es más probable que sobreviva al convertirse en agujero negro binario.
Hasta ahora, los modelos han asumido que la mayoría de las estrellas tenían una metalicidad similar a la del Sol. Pero analizando los datos del SDSS (Sloan Digital Sky Survey), Belczynski y su equipo encontraron que esto sólo es cierto para el 50% de las estrellas, mientras que el resto tienen una metalicidad significativamente menor, del 20% del Sol.
El hallazgo es particularmente significativo dada la sensibilidad a los cambios en metalicidad en la formación del agujero negro binario. "Si reduces la metalicidad en un factor de diez, incrementarás el número de agujeros negros binarios un centenar o varios centenares de veces", dice Tomasz Bulik, uno de los investigadores en el Centro Astronómico Nicolas Copérnico en Varsovia, Polonia.
La generación actual de experimentos que están buscando ondas gravitatorias, tales como LIGO y su compañero VIRGO, están cerca de la sensibilidad que el equipo de Belczynski ha predicho que se requiere. Sin embargo, son inminentes unas mejoras en ambos de hasta 10 veces su sensibilidad. "Las actualizaciones significan que estaremos buscando en sensibilidades de búsqueda en las que la teoría sugiere que será garantizado que veremos algo", explica Stuart Reid, investigador de ondas gravitatorias de la Universidad de Glasgow, quien no está involucrado en esta investigación.
Las actualizaciones intermedias a VIRGO podrían estar listas pronto, para este otoño, llevando los instrumentos al límite del rango de sensibilidad predicha por Belczynski. Ambos detectores esperan estar totalmente actualizados para el 2015. Si encontraran ondas gravitacionales podrían abrir nuevas posibilidades para sondear el cosmos, permitiendo a los astrónomos convertirse en cartógrafos estelares.
"Cuando una estrella de neutrones se vuelve un agujero negro, se expulsan ondas gravitatorias, haciendo mapas de la curvatura del espacio-tiempo causada por por el agujero negro. Medir estas ondas nos dirá cómo afecta el agujero negro a los objetos que lo rodean", dice Reid. La astronomía de ondas gravitatorias además tiene ventajas sobre la radiación electromagnética. "Es difícil medir cómo se ve afectada la luz al viajar hacia nosotros. La interacción de las ondas gravitatorias con la materia es muy débil, por lo que no tiene la misma distorsión", agrega Reid.
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| Las ondas gravitatorias son ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo. |
A diferencia de las ondas de luz, las cuales viajan a través del espacio, las ondas gravitatorias son ondulaciones producidas en el propio tejido del espacio-tiempo. El origen de estas ondas, que fueron predichas por la Teoría General de la Relatividad de Einstein, incluye sistemas binarios de objetos compactos tales como estrellas de neutrones y agujeros negros. Conforme cada una del dúo se atraen en espiral hacia la otra, las ondas gravitacionales se propagan hacia el espacio.
Los detectores de ondas gravitatorias, tales como el Observatorio de Ondas Gravitatorias por Interferometría Láser (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory, LIGO), se han concentrado en sistemas binarios de dos estrellas de neutrones porque se pensaba que eran más numerosos, a pesar de ser fuentes más débiles que los raros sistemas de agujeros negros dobles.
Sin embargo, un equipo de investigadores, liderados por Chris Belczynski del Laboratorio Nacional Los Álamos, informa que estos proyectos han tomado la opción incorrecta, diciendo que los sistemas de doble agujero negro podrían ser mucho más comunes de lo que previamente se pensaba. La razón está relacionada con la metalicidad de las estrellas, que es la fracción de elementos que son mas pesados que el helio. A menor metalicidad, menor es la masa que se pierde al final de la vida de la estrella y por lo tanto, el agujero negro que forma es más probable que sobreviva al convertirse en agujero negro binario.
Hasta ahora, los modelos han asumido que la mayoría de las estrellas tenían una metalicidad similar a la del Sol. Pero analizando los datos del SDSS (Sloan Digital Sky Survey), Belczynski y su equipo encontraron que esto sólo es cierto para el 50% de las estrellas, mientras que el resto tienen una metalicidad significativamente menor, del 20% del Sol.
El hallazgo es particularmente significativo dada la sensibilidad a los cambios en metalicidad en la formación del agujero negro binario. "Si reduces la metalicidad en un factor de diez, incrementarás el número de agujeros negros binarios un centenar o varios centenares de veces", dice Tomasz Bulik, uno de los investigadores en el Centro Astronómico Nicolas Copérnico en Varsovia, Polonia.
La generación actual de experimentos que están buscando ondas gravitatorias, tales como LIGO y su compañero VIRGO, están cerca de la sensibilidad que el equipo de Belczynski ha predicho que se requiere. Sin embargo, son inminentes unas mejoras en ambos de hasta 10 veces su sensibilidad. "Las actualizaciones significan que estaremos buscando en sensibilidades de búsqueda en las que la teoría sugiere que será garantizado que veremos algo", explica Stuart Reid, investigador de ondas gravitatorias de la Universidad de Glasgow, quien no está involucrado en esta investigación.
Las actualizaciones intermedias a VIRGO podrían estar listas pronto, para este otoño, llevando los instrumentos al límite del rango de sensibilidad predicha por Belczynski. Ambos detectores esperan estar totalmente actualizados para el 2015. Si encontraran ondas gravitacionales podrían abrir nuevas posibilidades para sondear el cosmos, permitiendo a los astrónomos convertirse en cartógrafos estelares.
"Cuando una estrella de neutrones se vuelve un agujero negro, se expulsan ondas gravitatorias, haciendo mapas de la curvatura del espacio-tiempo causada por por el agujero negro. Medir estas ondas nos dirá cómo afecta el agujero negro a los objetos que lo rodean", dice Reid. La astronomía de ondas gravitatorias además tiene ventajas sobre la radiación electromagnética. "Es difícil medir cómo se ve afectada la luz al viajar hacia nosotros. La interacción de las ondas gravitatorias con la materia es muy débil, por lo que no tiene la misma distorsión", agrega Reid.
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