Descubren un elemento fusionándose con un agujero negro

Con la participación del Instituto Gallego de Física de Altas Energías (IGFAE), Virgo y LIGO descubren un elemento desconocido, que por su masa (2,6 masas solares) se intuye que puede ser la estrella de neutrones más masiva o el agujero negro más ligero detectado en la historia.

Los objetos compactos con masas solares de 2,5 hasta 5, es la zona conocida como "hueco en la distribución de masas", un intervalo de medidas demasiado pequeñas para un agujero negro y demasiado grandes para una estrella de neutrones. Ambos nacen de lo que queda cuando las estrellas masivas explotan como supernovas, si los núcleos de las estrellas son menos masivos, se forman las estrellas de neutrones y en cambio si son más masivos, se convierten en agujeros negros.

El detector Advanced Virgo en el Observatorio Gravitacional Europeo (EGO) en Italia, y los dos Advanced LIGO en Estados Unidos, anunciaron el descubrimiento del elemento de 2,6 masas solares dentro del "hueco en la distribución de masas" cuestionando su existencia. Su naturaleza continúa siendo un enigma ya que no se puede afirmar que sea un agujero negro o una estrella de neutrones.

Se conoce que este objeto se fusionó hace 800 millones de años con un agujero negro de 23 masas solares y generó un agujero negro de 25 masas solares. Esta fusión fue detectada el 14 de Agosto de 2019 por los tres detectores debido a la onda gravitacional que se generó y se nombró como GW190814, este descubrimiento se publicó enThe Astrophysical Journal Letters. Cuando detectaron esta fusión, diversos telescopios terrestres y espaciales realizaron un seguimiento en busca de luz y ondas electromagnéticas y al contrario que en la fusión de las dos estrellas de neutrones detectada en Agosto de 2017 y denominada GW170817, en este caso no se recogió ninguna señal.

Los científicos de Virgo y LIGO señalan que el suceso de Agosto de 2019 no se pudo observar en el espectro electromagnético por diferentes razones probables. La fusión se encontraba siete veces más lejos que el de 2017 y la distancia dificultó la detección. Por otra parte, si la colisión fue de de dos agujeros negros, no hubo ninguna emisión en la señal electromagnética. Finalmente, si el elemento más pequeño del sistema era una estrella de neutrones, el agujero negro 9 veces más masivo pudo engullirla sin producir tampoco ninguna emisión.

“El suceso GW190814 muestra nuevamente el potencial de la red global de detectores para localizar estos misteriosos eventos cósmicos en el espacio con mayor precisión, con el objetivo de buscar cualquier emisión de luz u otras partículas. Estamos trabajando para mejorar continuamente los métodos para la detección y el seguimiento de las fuentes de ondas gravitacionales a medida que la red va ampliándose” menciona Thomas Dent, coordinador del programa de ondas gravitacionales del IGFAE.

Thomas Dent, coordinador del programa de ondas gravitacionales del IGFAE. Crédito: IGFAE.

El programa de ondas gravitacionales del IGFAE es de las últimas incorporaciones a la Colaboración LIGO en España, que está dedicándose a renovar los canales de detección por medio del software PyCBC con el que se pretende mejorar y extender el alcance de las búsquedas binarias. También trabajan en la recopilación de datos relativa al conjunto de fuentes de ondas gravitacionales incorporando los indicios que las nuevas detecciones de binarias de agujeros negros proporcionarán sobre el desarrollo de los sistemas binarios.

Algunos de los órganos del IGFAE se encuentran en el observatorio de rayos cósmicos Pierre Auger, en Malargüe, Mendoza (Argentina), trabajando en la búsqueda de neutrinos de energías extremadamente altas en coincidencia temporal y espacial con el evento GW190814 y con el resto que se anunciaron a la vez que se recogían los datos O3. Fueron coautores en las colaboraciones de LIGO y Virgo en trabajos donde se instauraron las acotaciones más restrictivas a la emisión de neutrinos de ultra-alta energía de la fusión del sistema binario de estrellas de neutrones GW170817. 

En España, participan en la astronomía de ondas gravitacionales de LIGO-Virgo cinco grupos en distintas áreas de modelado teórico de las fuentes astrofísicas y mejora de la sensibilidad del detector para los períodos de observación actuales y futuros. Estos grupos junto al IGFAE son Universitat de lles Illes Balears (UIB), Universitat de València (UV), Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB) e IFAE de Barcelona. @mundiario