La fusión de agujeros negros monstruosos prueba que Einstein tenía razón (otra vez)
Los investigadores que estudian las secuelas de una gigantesca colisión con un agujero negro pueden haber confirmado un fenómeno gravitatorio predicho por Albert Einstein hace un siglo.
De acuerdo a nueva investigación publicada hoy (se abre en una nueva pestaña) (12 de octubre) en la revista Nature, el fenómeno, conocido como precesión y similar al movimiento de bamboleo que a veces se ve en un trompo, ocurrió cuando dos ex agujeros negros chocaron y se fusionaron en uno. Cuando los dos objetos masivos se acercaron, liberaron enormes ondas a través del tejido del espacio-tiempo conocidas como ondas gravitacionales, que surgieron a través del cosmos, alejando la energía y el momento angular de los agujeros negros fusionados.
Los científicos detectaron por primera vez estas ondas que emanan de los agujeros negros en 2020, utilizando el Interferómetro láser Observatorio de ondas gravitacionales (LIGO) en Estados Unidos y sensores de ondas gravitacionales Virgo en Italia. Ahora, después de años de estudiar patrones de ondas, los investigadores han confirmado que uno de los agujeros negros está girando alocadamente, en un grado nunca antes visto.
Relacionado: Cómo los agujeros negros danzantes se acercan lo suficiente como para fusionarse
El agujero negro giratorio giraba y giraba 10 mil millones de veces más rápido que cualquier agujero negro observado anteriormente, distorsionando tanto el espacio y el tiempo que provocó que los dos agujeros negros oscilaran, o precedieran, en sus órbitas.
Los investigadores han observado precesión en todo, desde cabezales de husillo hasta sistemas estelares moribundos, pero nunca en objetos tan grandes como los sistemas de agujeros negros binarios, en los que las dos aspiradoras cósmicas orbitan alrededor de un centro común. Sin embargo, Einstein teoría de la relatividad general predijo hace más de 100 años que la precesión debería ocurrir en objetos tan grandes como los agujeros negros binarios. Ahora, dicen los autores del estudio, este raro fenómeno se ha observado en la naturaleza por primera vez.
Relacionado: Investigadores detectan primera fusión entre agujeros negros con órbitas excéntricas
«Siempre pensamos que los agujeros negros binarios podrían hacer esto», dijo el autor principal del estudio, Mark Hannam, director del Instituto de Exploración de Gravedad de la Universidad de Cardiff en el Reino Unido. declaración (se abre en una nueva pestaña). «Esperábamos encontrar un ejemplo desde las primeras detecciones de ondas gravitacionales. Tuvimos que esperar cinco años y más de 80 detecciones separadas, ¡pero finalmente tenemos una!»
Los agujeros negros en cuestión eran varias veces más masivos que el sol, el mayor de los dos se estima en alrededor de 40 masas solares. Los investigadores se enteraron por primera vez del par binario en 2020, cuando LIGO y Virgo detectaron un estallido de ondas gravitacionales liberadas por la supuesta colisión de los dos agujeros negros. El equipo denominó esta colisión GW200129, por la fecha de su descubrimiento (29 de enero de 2020).
Desde entonces, otros científicos han estudiado detenidamente los datos iniciales de ondas gravitacionales, descubriendo secretos cada vez más extraños sobre esta colisión épica. (Aunque los científicos solo tienen ondas gravitacionales para continuar y no tienen observaciones directas, no pueden determinar la ubicación precisa de los agujeros negros).
Por ejemplo, en mayo de 2022, un equipo de investigadores calculó que la fusión entre los dos agujeros negros era a la vez masivo y desequilibradocon ondas gravitacionales saliendo de la colisión en una dirección, mientras que el agujero negro recién fusionado probablemente fue «expulsado» de su galaxia de origen a más de 4,8 millones de km/h (3 millones de mph) en la dirección opuesta.
Esta nueva investigación en Nature sugiere que los dos agujeros negros tenían una relación caótica antes de su fusión violenta. A medida que los dos objetos gigantescos tiraban uno del otro en una órbita cada vez más cercana, comenzaron a tambalearse como peonzas borrachas, corriendo varias veces por segundo. Según los autores del estudio, se estima que este efecto de precesión es 10 mil millones de veces más rápido que cualquier otro que se haya medido.
Estos hallazgos reivindican a Einstein, quien predijo que tales efectos eran posibles en algunos de los objetos más grandes del universo. Pero los hallazgos también plantean la cuestión de si las fusiones inestables de agujeros negros como esta son tan raras como se pensaba.
«El agujero negro más grande en este binario, que era alrededor de 40 veces más masivo que el sol, giraba casi tan rápido como era físicamente posible», dijo el coautor del estudio Charlie Hoy, investigador de la Universidad de Cardiff, en el momento del estudio. , y ahora en la Universidad de Portsmouth en el Reino Unido «Nuestros patrones actuales de formación binaria sugieren que esto fue extremadamente raro, posiblemente uno entre mil eventos. O podría ser una señal de que nuestros modelos deben cambiar».
Publicado originalmente en Live Science.
Síganos en Twitter @Espaciopuntocom (se abre en una nueva pestaña) o en Facebook (se abre en una nueva pestaña).
