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por Peter Saueressig del Sitio Web HeidelbergInstituteTheoreticalStudies traducción de Biblioteca Pleyades
Versión original en ingles alrededor de la fusión de Agujeros Negros binarios en una simulación de relatividad numérica.
DEBORAH FERGUSON, KARAN JANI
Son misteriosos, emocionantes e ineludibles: los Agujeros Negros son algunos de los objetos más exóticos del Universo.
Con los detectores de ondas gravitacionales, es posible detectar el chirrido que producen dos Agujeros Negros cuando se fusionan; hasta el momento se han encontrado aproximadamente 70 chirridos de este tipo.
Un equipo de investigadores del Instituto de Estudios Teóricos de Heidelberg (HITS) ahora predice que en este "océano de voces" los chirridos ocurren preferentemente en dos rangos de frecuencia universales.
El descubrimiento de las ondas gravitacionales en 2015, ya postulado por Einstein hace 100 años, condujo al Premio Nobel de Física de 2017 e inició el amanecer de la astronomía de ondas gravitacionales.
Al observar esta evolución de frecuencia (el chirrido), los científicos pueden inferir la llamada "masa de chirrido", una combinación matemática de las dos masas de Agujeros Negros individuales.
Los modelos del equipo, sin embargo, sugieren que algunos Agujeros Negros vienen en masas estándar que luego dan como resultado chirridos universales.
Aparte de eso, proporciona información sobre el mecanismo de la supernova, la física nuclear y estelar incierta, y proporciona una nueva forma para que los científicos midan la expansión cosmológica acelerada del universo.
"Severas consecuencias para el destino final de las estrellas"
Los progenitores de los Agujeros Negros que conducen a fusiones nacen originalmente en sistemas estelares binarios y experimentan varios episodios de intercambio de masa entre los componentes:
Impresión artística de transferencia de masa en una estrella binaria masiva. Crédito: ESO/M. Kornmesser/S.E. de Mink, https://www.eso.org/public/images/eso1230a/
El "cementerio estelar", una colección de todas las masas conocidas de estrellas de neutrones y restos de Agujeros Negros de estrellas masivas, está creciendo rápidamente gracias a la sensibilidad cada vez mayor de los detectores de ondas gravitacionales y las búsquedas continuas de tales objetos.
Masas en el cementerio estelar (en unidades de masa solar). La figura muestra las masas gravitatorias inferidas de estrellas de neutrones y Agujeros Negros a partir de observaciones electromagnéticas (EM) y de ondas gravitacionales (LIGO-Virgo-KAGRA). Las flechas conectan dos objetos compactos que se fusionan y su remanente fusionado como se ve por las emisiones de ondas gravitacionales. Créditos de visualización: LIGO-Virgo-KAGRA / Aaron Geller / Northwestern.
En particular, parece haber una brecha en la distribución de las masas de chirrido de los Agujeros Negros binarios que se fusionan, y surge evidencia de la existencia de picos en aproximadamente ocho y 14 masas solares.
Estas características corresponden a los chirridos universales predichos por el equipo de HITS.
No en nuestra Galaxia - Agujeros Negros con masas mucho más grandes
Desde el primer descubrimiento de la fusión de Agujeros Negros, se hizo evidente que hay Agujeros Negros con masas mucho más grandes que los que se encuentran en nuestra Vía Láctea.
Esta es una consecuencia directa de que estos Agujeros Negros se originen en estrellas nacidas con una composición química diferente a la de nuestra Vía Láctea.
El equipo de HITS ahora pudo demostrar que, independientemente de la composición química, las estrellas que se despojan de su envoltura en binarios cerrados forman Agujeros Negros de menos de nueve y más de 16 masas solares, pero casi ninguno en el medio.
Distribución de las masas chirp de todas las fusiones binarias de Agujeros Negros observadas hoy. El panel superior muestra los datos sin procesar y las distribuciones de probabilidad de las masas chirp de cada evento individual, mientras que el panel inferior muestra un modelo inferido de las observaciones combinadas. Se indica la brecha en las masas de chirrido en 10-12 masas solares y las características identificadas hasta ahora en aproximadamente 8, 14, 27 y 45 masas solares. Figura reproducida de Abbott et al. 2021.
Cualquiera que sea el resultado de las futuras observaciones de ondas gravitacionales: los resultados serán emocionantes y ayudarán a los científicos a comprender mejor de dónde provienen los Agujeros Negros que cantan en este 'océano de voces'.
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