O equipo atopou que o buraco negro final emite sinais moito máis complexos, cunha nota que se volve grave e aguda varias veces, antes de apagarse.

A fusión de buracos negros emite chíos de ondas gravitacionais como un faro

O traballo liderado polo investigador do IGFAE da USC Juan Carlos Bustillo revela que os sinais emitidos levan impresa a forma do buraco negro resultante

Un equipo de astrónomos, liderado polo investigador de ondas gravitacionais do Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) da USC, Juan Calderón Bustillo, acaba de revelar que cando dous buracos  negros se fusionan, o buraco negro remanente emite pulsos de ondas gravitacionais, similares ás dun faro, que permiten pescudar a súa forma. Este xoves a revista Communications Physics de Nature publica este traballo realizado en colaboración co Georgia Institute of Technology de Atlanta, e que evidencia como as ondas gravitacionais levan impresas a forma do buraco negro final.

As ondas gravitacionais emitidas por estas colisións son sinais moi simples, coñecidas como chirps ou “gorxeos”. “A medida que os dous buracos se aproximan cada vez máis rápido, emiten un sinal cuxa frecuencia e amplitude vai crecendo e que nos informa sobre a velocidade e o tamaño da órbita que describen”, explica Juan Calderón Bustillo. “Tras a colisión, o buraco negro remanente emite un sinal cunha frecuencia ou nota constante que se apaga rapidamente, como sucede ao golpear unha campá”. Este fenómeno repítese en todas as ondas gravitacionais que se observaron ata o de agora, nas cales se viu a colisión “dende arriba”. Con todo, o estudo revelou que algo totalmente distinto sucede se estes sinais se observan dende o plano orbital “ou o ecuador” da colisión.

“Simulamos colisións de buracos negros en supercomputadores, e comparamos a forma cambiante do buraco negro final coas ondas gravitacionais que emite”, comenta  Christopher Evans, estudante de doutorado no Georgia Institute of Technology e coautor do artigo. “Así descubrimos que estes sinais son moito máis ricas e complexas do que se pensaba e permítennos entender a forma do buraco.”

O investigador do IGFAE Juan Calderón Bustillo.

Aínda que as colisións de buracos negros non producen luz, poden ser observadas grazas ás ondas  gravitacionais —deformacións do propio tecido espazo-temporal— que orixinan. Durante décadas postulouse que, tras a colisión, o comportamento do buraco negro remanente é clave para estudar a gravidade en detalle, e que este debería estar codificado nas ondas  gravitacionais.

“Pía” varias veces

O equipo atopou que o buraco negro final emite sinais moito máis complexos, cunha nota que se volve grave e aguda varias veces, antes de apagarse. Dito doutro xeito, o buraco “pía” varias veces e non unha. Ditos sinais están relacionados coa súa forma, que actúa como unha especie de faro de ondas  gravitacionais. Cando os buracos que chocan teñen distintos tamaños, o buraco resultante ten inicialmente unha forma como de castaña, cun lado en forma de punta e o outro máis redondeado e uniforme. O achado deste traballo é que o buraco emite sinais máis intensos dende as súas rexións máis curvadas, que son as que rodean a punta. Dado que este buraco tamén rota, a punta e as “costas” van apuntando en todas direccións de modo alternativo, dando lugar aos gorxeos múltiples.

“Durante moito tempo supúxose que o comportamento dos buracos negros e as ondas que emiten están relacionados. O noso estudo proporciona o primeiro exemplo explícito desta relación”, recalca Pablo Laguna da Universidade de Texas. “O ano pasado, o Event Horizon Telescope obtivo a primeira imaxe dun buraco negro, coñecido como  M87. Porén, é un buraco negro que está máis ben en repouso e non experimenta cambios  importantes. No futuro, os detectores de ondas  gravitacionais poderían permitirnos comprender como se comportan buracos negros recentemente nados, mentres experimentan cambios rápidos e violentos, o cal permitiría poñer a proba a teoría da gravidade de Einstein cun detalle sen precedentes”, conclúe Calderón.

Bestas cósmicas

Os buracos negros atópanse entre os obxectos máis fascinantes do Universo. Na súa superficie, coñecida como “horizonte de sucesos”, a gravidade tórnase tan forte que nin sequera a luz pode escapar á súa atracción. Normalmente, os buracos son criaturas  aletargadas e silenciosas que van devorando calquera obxecto que se lles achegue demasiado. Con todo, de cando en vez, estas bestas cósmicas chocan e fusiónanse, dando lugar a un dos eventos máis catastróficos que se poden dar no Cosmos. Durante o devandito proceso, un buraco negro recentemente nado e moi deformado libera inxentes cantidades de enerxía mentres adquire a súa forma final. Este fenómeno, que dura apenas unha fracción de segundo, ofrece unha oportunidade única de observar buracos negros que cambian rapidamente de forma, e permite estudar a gravidade en condicións extremas.

IGFAE é un centro mixto da Universidade de Santiago (USC) e a Xunta de Galicia, acreditado como Unidade de Excelencia “María de Maeztu” (o único centro de Galicia con esta distinción) e Centro de  Investigación do Sistema Universitario de Galicia.

Aquí podes consultar o artigo publicado no grupo Nature

DEIXAR UNHA RESPOSTA

Please enter your comment!
POLÍTICA DE COMENTARIOS:

GCiencia non publicará comentarios ofensivos, que non sexan respectuosos ou que conteñan expresións discriminatorias, difamatorias ou contrarias á lexislación vixente.

GCiencia no publicará comentarios ofensivos, que no sean respetuosos o que contentan expresiones discriminatorias, difamatorias o contrarias a la ley existente.

Please enter your name here

Este sitio emprega Akismet para reducir o spam. Aprende como se procesan os datos dos teus comentarios.