lunes, 5 de junio de 2017

NOTICIAS ASTRONÓMICAS 05-06-17




Posted: 01 Jun 2017 09:21 AM PDT

Un equipo internacional de investigadores ha realizado una tercera detección de ondas gravitacionales, ondulaciones en el espacio y el tiempo, en un descubrimiento que proporciona nuevas percepciones sobre la naturaleza misteriosa de los agujeros negros y, potencialmente, la materia oscura. Crédito: LSC / OzGrav
El Observatorio de Ondas Gravitacionales de Interferómetro  Láser (LIGO) ha realizado una tercera detección de ondas gravitacionales, ondulaciones en el espacio y el tiempo, demostrando que una nueva ventana en la astronomía ha sido firmemente abierta. Como ocurrió con las dos primeras detecciones, las ondas se generaron cuando dos agujeros negros colisionaron para formar un único agujero negro más grande.
El recién descubierto agujero negro, formado por fusión, tiene una masa equivalente a 49 veces la de nuestro Sol. Esto rellena una brecha entre las masas de los dos agujeros negros fusionados previamente detectados por LIGO, con 62 masas solares (primera detección) y 21 (segunda detección).
"Tenemos una confirmación adicional de la existencia de agujeros negros de masa estelar que son más grandes de 20 masas solares, estos son objetos que no sabíamos que existían antes de que LIGO los detectara", dice David Shoemaker del MIT,  portavoz de LIGO. "Es notable que los seres humanos puedan armar una historia y probarla para acontecimientos tan extraños y extremos que ocurrieron hace miles de millones de años y a miles de millones de años-luz de distancia de nosotros. Todos los colaboradores científicos de LIGO y Virgo trabajaron para unir las piezas de este puzzle. "
LIGO es una colaboración internacional con miembros de todo el mundo. Sus observaciones son llevadas a cabo por detectores gemelos -uno situado en Hanford, Washington, y el otro ubicado en Livingston, Louisiana- operado por el Caltech y el MIT, con fondos de la National Science Foundation (NSF).
LIGO realizó la primera observación directa de las ondas gravitatorias en septiembre de 2015. La segunda detección se realizó en diciembre de 2015. La tercera detección, llamada GW170104 y realizada el 4 de enero de 2017, se describe en un nuevo documento aceptado para su publicación en la revista Physical Review Letters.
En los tres casos, cada uno de los detectores gemelos de LIGO detectó ondas gravitatorias procedentes de fusiones de pares de agujeros negros. Estas son colisiones que emiten una gran energía, siendo un fenómeno muy poderoso en el Universo. La detección reciente parece ser la más lejana detectada, con los agujeros negros ubicados a unos 3 mil millones de años luz de distancia. (Los agujeros negros en la primera y segunda detección se encontraban a 1,3 y 1,4 mil millones de años luz de distancia, respectivamente).
La observación más reciente también proporciona pistas sobre las direcciones en las que los agujeros negros están girando. A medida que los pares de agujeros negros se enroscan entre sí, también giran sobre sus propios ejes -como un par de patinadores de hielo girando individualmente, mientras que también circulan uno alrededor del otro. A veces los agujeros negros giran en la misma dirección orbital general cuando el par se mueve-lo que los astrónomos llaman giros alineados-y a veces giran en la dirección opuesta al movimiento orbital. Además, los agujeros negros también pueden inclinarse lejos del plano orbital. Esencialmente, los agujeros negros pueden girar en cualquier dirección.
Los nuevos datos LIGO no pueden determinar si los agujeros negros recientemente observados estaban inclinados, pero las observaciones indican que al menos uno de los agujeros negros podría no estar alineado con el movimiento orbital general. Se necesitan más observaciones de LIGO para decir algo definitivo sobre los giros de los agujeros negros binarios, pero estos primeros datos ofrecen pistas sobre cómo pueden formarse estos pares.
"Esta es la primera vez que tenemos pruebas de que los agujeros negros pueden no estar alineados, dándonos sólo una pequeña sugerencia de que los agujeros negros binarios pueden formarse en densos conjuntos estelares", dice Bangalore Sathyaprakash de Penn State y la Universidad de Cardiff.
Existen dos modelos primarios para explicar cómo se pueden formar pares binarios de agujeros negros. El primer modelo propone que los agujeros negros nacen juntos: se forman cuando cada estrella de un par de estrellas explota, y entonces, debido a que las estrellas originales estaban girando en alineación, los agujeros negros probablemente permanecen alineados.
En el otro modelo, los agujeros negros se reúnen más tarde dentro de aglomeraciones estelares. En este escenario, los agujeros negros pueden girar en cualquier dirección relativa a su movimiento orbital. Debido a que LIGO ve alguna evidencia de que los agujeros negros GW170104 no están alineados, los datos favorecen ligeramente esta teoría de conglomerados estelares densos.
"Estamos empezando a reunir estadísticas reales sobre sistemas binarios de agujeros negros", agregó.
El estudio también pone una vez más a prueba las teorías de Albert Einstein. Por ejemplo, los investigadores buscaron un efecto llamado dispersión, que ocurre cuando las ondas de luz en un medio físico como el vidrio viajan a diferentes velocidades dependiendo de su longitud de onda; Así es como un prisma crea un arco iris. La teoría general de la relatividad de Einstein prohíbe que la dispersión ocurra en las ondas gravitacionales a medida que se propagan de su fuente a la Tierra. LIGO no encontró evidencia para este efecto.
"Parece que Einstein tenía razón, incluso para este nuevo evento, que está aproximadamente dos veces más lejos que nuestra primera detección", dice Laura Cadonati de Georgia Tech. "No podemos ver ninguna desviación de las predicciones de la relatividad general, y esta mayor distancia nos ayuda a hacer esa declaración con más confianza".
"Los instrumentos LIGO han alcanzado sensibilidades impresionantes", señala Jo van den Brand, portavoz de la Colaboración Virgo, físico del Instituto Nacional Holandés de Física Subatómica (Nikhef) y profesor de la Universidad VU de Amsterdam. "Esperamos que para este verano Virgo, el interferómetro europeo, amplíe la red de detectores, ayudándonos a localizar mejor las señales".
El equipo de LIGO-Virgo continúa buscando en los últimos datos de LIGO señales de ondas del espacio-tiempo desde los confines del cosmos. También están trabajando en actualizaciones técnicas para la próxima ejecución de LIGO, que comenzará a finales de 2018, durante la cual se mejorará la sensibilidad de los detectores.
"Con la tercera detección confirmada de ondas gravitatorias de la colisión de dos agujeros negros, LIGO se está estableciendo como un potente observatorio para revelar el lado oscuro del universo", dice David Reitze de Caltech, director ejecutivo del Laboratorio LIGO. "Si bien LIGO está especialmente indicado para observar estos tipos de eventos, esperamos ver pronto otros tipos de eventos astrofísicos, como la violenta colisión de dos estrellas de neutrones".
Fuente: Phys.org


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