Detectan Nueva Onda Gravitacional Muy Lejana

Científicos del Observatorio de Ondas gravitacionales LIGO anunciaron el 1 de junio que detectaron la tercera onda gravitacional proveniente de un espacio muy lejano, y generada por la colisión de dos agujeros negros.

Cien años atrás Einstein definió a las ondas gravitacionales en manera teórica como alteraciones existentes en el espacio y en el tiempo. Después de numerosas investigaciones, el equipo internacional de LIGO (cuya sigla en ingles corresponde a Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) compuesto por más de 1000 científicos en conjunto al equipo europeo VIRGO, las midió por primera vez en septiembre de 2015, abriendo un nuevo camino para la astronomía. La segunda detección fue en diciembre de dicho año.

El informe del nuevo registro corresponde a la vibración que se midió con un laser interferómetro instalado en Hanford, Washington, el día 4 de enero de 2017. En esta fecha exactamente a las 2:11:58 este interferómetro tembló al recibir la ondulación del espacio, destacaron los autores de la investigación.

Luego el desplazamiento continuó, y el mismo temblor se registró tres milisegundos más tarde en el interferómetro gemelo ubicado en Livingston, Lousiana, operado por los Institutos tecnológicos de California (CALTECH) y Massachusettss (MIT).

El siguiente vídeo explica como se genera una onda gravitacional:

“Aunque partes de los Estados Unidos estaban experimentando temperaturas frías récord, el temblor no fue causado por el aire frígido de esa mañana de invierno. Más bien, fue el estremecimiento del espacio-tiempo generado por la fusión de dos agujeros negros masivos en el Universo lejano:  una onda gravitatoria que se extendió sobre la Tierra, pasando sucesivamente por los dos detectores mientras la mayoría de los estadounidenses aún dormían”, comentó el 1 de junio David Shoemaker, del Instituto Tecnológico de Massachussetts (MIT), el recién elegido portavoz de LIGO.

Los investigadores a su vez concluyeron que los agujeros negros que generaron esta onda estaban a unos 3 mil millones de años luz de la Tierra cuando chocaron, es decir viajaron por alrededor de 3.000 millones de años antes de llegar a ser registradas en los dos estados de Norteamérica.

Es la onda más lejana registrada, destaca el informe. Los agujeros negros en la primera y segunda detección se ubicaron a 1,3 y a 1,4 mil millones de años luz de distancia, respectivamente.

“Es notable que los seres humanos puedan armar una historia y probarla en relación a 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 juntos para unir y presentar estas piezas”, fue el comentario aportado por los científicos de Caltech.
Una masa comprimida

LIGO además informó que los dos agujeros negros implicados en la fusión debieron tener cerca de 19 veces y 32 veces la masa del Sol, pues generaron un agujero 49 veces la masa del Sol. Como 19 y 32 suma 51, ellos descontaron dos unidades de masa que se habrían transformado en energía para dispersar la onda gravitacional. “Se convirtieron en energía de onda gravitacional pura”.

“Toda esa energía fue lanzada en un solo centelleo, apenas 0.12 segundos. En el momento de su colisión, los agujeros negros estaban orbitando entre sí a una velocidad de seis décimas de la velocidad de la luz!”, agregó el informe.

En cuanto al tamaño, ellos estimaron que los agujeros tndrían en su origen unos 115 km y 190 km de diámetro, respectivamente, y al fusionarse, alcanzaron unos 280 km.

Si se compara con el Sol, su masa está concentrada en un espacio de 1,4 millones de kilómetros de diámetro. En cambio, asombrosamente en solo 280 km, en manera súper comprimidas, en los agujeros negros caben 49 veces la masa del Sol.

Un ruido particular

Los interferómetros de LIGO habían entrado en funciones el 30 de noviembre de 2016 y continuarán trabajando los meses de julio agosto y septiembre, en espera de nuevos descubrimientos.

Estos instrumentos deben registrar movimientos“incomprensiblemente pequeños”, ya que deben medir una onda que hace vibrar un movimiento 1000 veces más pequeño que un protón. Algo difícil imaginar siquiera.

Frente a esta dificultad, como las mediciones registradas en Washington y Louisiana presentaron un estilo y un “ruido” particular similar, los autores del estudio descartaron que pudieran ser por causas aleatorias. o ráfagas de ruido casual.

Ampliando el conocimiento de las ondas

La nueva observación está permitiendo conocer algo más sobre las direcciones en las que los agujeros negros están girando, ya sea alineados o no alineados entre sí.

Los científicos proponen que los pares de agujeros negros se enroscan entre sí, y también giran sobre sus propios ejes mientras que que 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, pueden girar en cualquier dirección”, analizan los investigadores de Caltech.

Los imformes hasta el momento permiten pensar que los nuevos agujeros negros detectados no se encontraban alineados, si bien aún es un tema de estudio.

“Esta es la primera vez que tenemos pruebas de que los agujeros negros podrían no estar alineados, dándonos sólo una pequeña sugerencia de que los agujeros negros binarios pueden formarse en densos conjuntos estelares”, comentó Bangalore Sathyaprakash, de Penn State y la Universidad de Cardiff, según cita Caltech,

Una teoría explica que los agujeros negros binarios nacen juntos, y 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.

Otra explica que los agujeros negros se reúnen más tarde en la vida dentro de aglomeraciones estelares muy pobladas. Luego los agujeros negros se emparejan al centro de un racimo de estrellas, y en este escenario, giran en cualquier dirección relativa a su movimiento orbital.

Probando si Einstein tenía razón

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”, explican científicos de Caltech.

“LIGO no encontró evidencia para este efecto”, destaca el análisis.

Esto confirma lo dicho por Einstein en la teoría general de la relatividad, donde se descarta que la dispersión ocurra en las ondas gravitacionales a medida que se propagan de su fuente a la Tierra.

“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”, concluyó la científica.