Dos agujeros negros se fusionaron a pesar de haberse formado muy separados en el espacio

Los agujeros negros se encontraron tarde en la vida antes de colisionar

Una detección de ondas gravitacionales (ilustradas) de la fusión de dos agujeros negros que giran en diferentes direcciones (flechas verdes) sugiere que nacieron en lugares muy diferentes. Si es así, es la primera vez que se detecta ese tipo de fusión. [C. Henze/Centro de Investigación Ames/NASA]

Las señales enterradas profundamente en los datos de los observatorios de ondas gravitacionales implican una colisión de dos agujeros negros que claramente nacieron en diferentes lugares.

Casi todas las ondas del espacio-tiempo que ven experimentos como el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser, o LIGO, provienen de colisiones entre agujeros negros y estrellas de neutrones que probablemente son miembros cercanos de la familia (SN: 21/1/21). Alguna vez fueron pares de estrellas que nacieron al mismo tiempo y en el mismo lugar, y eventualmente colapsaron para formar agujeros negros en órbita o estrellas de neutrones en la vejez.

Ahora, un matrimonio recientemente observado de agujeros negros, que se encuentra en los datos existentes de LIGO con sede en EE. UU. y su observatorio hermano Virgo en Italia, parece ser una pareja no relacionada. La evidencia de esto proviene de cómo estaban girando cuando se fusionaron en uno, informan los investigadores en un artículo en prensa en Physical Review D. Los agujeros negros que nacen en el mismo lugar tienden a tener sus giros alineados, como un par de peonzas de juguete girando. sobre una mesa, mientras orbitan entre sí. Pero la pareja en este caso no tiene correlación entre sus respectivos giros y órbitas, lo que implica que nacieron en diferentes lugares.

“Esto nos dice que finalmente hemos encontrado un par de agujeros negros que deben provenir del canal de no envejecer y morir juntos”, dice Seth Olsen, físico de la Universidad de Princeton.

Los eventos anteriores que han aparecido en las observaciones de ondas gravitacionales muestran la fusión de agujeros traseros que no están perfectamente alineados, pero la mayoría están lo suficientemente cerca como para implicar conexiones familiares. La nueva detección, que Olsen y sus colegas encontraron al analizar los datos que la colaboración LIGO-Virgo lanzó al público, es diferente. Uno de los agujeros negros está efectivamente girando al revés.

Eso no puede suceder fácilmente a menos que los dos agujeros negros provengan de lugares separados. Probablemente se conocieron tarde en sus vidas estelares, a diferencia de los compañeros de camada de agujeros negros que parecen constituir la mayor parte de las observaciones de ondas gravitacionales.

Además de la fusión entre agujeros negros no relacionados, Olsen y sus colaboradores identificaron otras nueve fusiones de agujeros negros que se habían escapado de los estudios previos de LIGO-Virgo (SN: 4/8/21).

«Esto es realmente lo bueno de este tipo de análisis«, dice el portavoz de la colaboración científica de LIGO, Patrick Brady, físico de la Universidad de Wisconsin-Milwaukee que no estaba afiliado al nuevo estudio. “Entregamos los datos en un formato que pueden usar otras personas y luego [ellos] tendrán acceso para probar nuevas técnicas”.

Para compilar tantas señales nuevas en datos que ya habían sido revisados por otros investigadores, el grupo de Olsen bajó un poco la barra analítica.

«De los 10 nuevos«, dice Olsen, «hay alrededor de tres, estadísticamente, que probablemente provienen del ruido«, en lugar de ser detecciones definitivas de fusiones de agujeros negros. Suponiendo que la fusión de agujeros negros extraños no se encuentre entre las señales errantes, es casi seguro que cuenta una historia de agujeros negros distinta de los otros vistos hasta ahora.

«Sería [extremadamente] poco probable que esto provenga de dos agujeros negros que han estado juntos durante toda su vida«, dice Olsen. “Esto debe haber sido una captura. Eso es genial porque finalmente podemos comenzar a investigar esa región de la población [del agujero negro]”.

Brady señala que «no entendemos la teoría [de las fusiones de agujeros negros] lo suficientemente bien como para poder predecir con confianza todo este tipo de cosas«. Pero el estudio reciente puede señalar nuevas e interesantes oportunidades en la astronomía de ondas gravitacionales. “Sigamos esta pista para ver si realmente refleja algo raro”, dice. “O si no, bueno, aprenderemos otras cosas”.

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