https://bodybydarwin.com
Slider Image

És possible que hi hagi evidències d'una estrella de neutrons que es trencava al forat negre

2021

La detecció d’ones gravitatòries no té una mena de panache de tipus bomba que va fer quan va succeir fa tres anys, però això no ho fa menys notable. Aquests observatoris, possiblement els instruments més sensibles que han construït els humans, continuen ensenyant-nos sobre esdeveniments de l’univers que estaven ocults fins fa poc. Hem estudiat parells de forats negres que es fusionen, estelades de neutrons xocant-se entre si, i potser hem estat finalment testimonis de signes d’un forat negre que cau en una estrella de neutrons. Això és una cosa que els científics mai no estaven segurs de si fos possible.

"És un descobriment d'un nou sistema astrofísic l'existència de la qual no era certa", afirma Katerina Chatziioannou, membre de l'equip LIGO del Centre for Astrophysical Computational del Flatiron Institute de Nova York, i aviat serà professora a Caltech. "Aquests sistemes han estat teoritzats per formar-se en diversos ambients astrofísics, de manera que es demostra que existeixen i es calcula el com són de comú ens parlaran dels entorns en què es formen.

En resum: dos nous conjunts d’observacions d’ones gravitatòries es van detectar el 25 d’abril i el 26 d’abril, a més de la parella d’interferòmetres dirigits per l’Observatori Interferòmetre làser Gravitational-Wave (LIGO) amb seu a Livingston, Louisiana i Hanford, Washington, també com a interferòmetre Virgo amb seu a Itàlia. Si bé els primers senyals semblen provenir d’un parell d’estrelles de neutrons (cossos ultra-densos compostos per neutrons molt empaquetats, formats per l’enfonsament d’estrelles massives després d’una supernova) que s’estavellaven entre elles, els segons semblen provenir d’una rara. Fusió d’estrelles forat negre-neutró.

Aquestes deteccions més recents són les grans millores dels observatoris LIGO i Virgo. La potència dels seus làsers s'han duplicat, reduint l'efecte del "soroll" i augmentant la sensibilitat dels detectors en gairebé un 40 per cent. "Aquestes deteccions es podrien haver fet anteriorment, però la sensibilitat millorada ens permet obtenir una imatge més exacta, diu Rana Adhikari, membre de l'equip de LIGO i professora de física de Caltech." Com tenir una conversa en una habitació tranquil·la en lloc d'un cafè ocupat. botiga."

Es pensa que la detecció del 25 d'abril de dues estrelles de neutrons, que els científics anomenen S190425z, ha passat a uns 500 milions d'anys llum de la Terra (dues a tres vegades més lluny que la primera fusió d'estrelles de neutrons observada). Només els observatoris LIGO Livingston i Virgo van recollir les ones gravitacionals d’aquest esdeveniment (l’observatori de Hanford va ser fora de línia en aquell moment) i la manca d’una detecció completa significa que encara no tenim clar l’origen precís del esdeveniment (va tenir lloc en un furor que cobreix la quarta part del cel).

Mentrestant, el bloqueig del forat negre amb estrelles neutre del 26 d'abril, anomenat S190426c, probablement va passar a uns 1.2 mil milions d'anys llum de distància. Els tres observatoris van atrapar el seu senyal molt més feble, de manera que els científics han reduït la ubicació fins a una zona del 3 per cent del cel.

Com sabem que es tracta d'una combinació d'una estrella de neutrons i un forat negre i no només de parells d'un tipus? Segons Chatziioannou, baixa a la massa. Les estrelles neutres solen tenir una massa inferior als forats negres i les estimacions que es realitzen a partir dels senyals d'ona gravitacional que es van mesurar cauen en un rang intermedi, similar al de Goldilocks, que no és massa lleuger ni massa pesat.

Malauradament, això és tot el que realment sabem sobre l’origen dels senyals del 26 d’abril. Hem de confirmar que, efectivament, s’originen a partir d’una estrella de neutrons que xoca amb un forat negre abans que puguem esbrinar com es veien aquells objectes i com és la quimera còsmica resultant. Chatziioannou explica que ella i el seu equip necessiten temps per a conèixer les dades de les ones gravitacionals, així com altres mesures com els rajos gamma i els rajos x. També ajudaria a descobrir més esdeveniments com aquest durant els pròxims mesos per assegurar-se que no sigui una falsa alarma. Ara per ara, la probabilitat que es tracti d’una fusió de forats negres estrella-neutre és quatre vegades superior a la probabilitat que sigui simplement una estrella binària de neutrons.

Però, sens dubte, no hi falten idees sobre com es va produir aquest esdeveniment. Una de les teories, afirma Shaon Ghosh, investigador postdoctoral associat a la Universitat de Wisconsin Milwaukee i membre de l’equip LIGO, és un sistema evolucionari, on dues masses estrelles passen la vida en un sistema binari, evolucionen i després formen una estrella de neutrons i un forat negre. Aquests dos objectes compactes emeten ones gravitacionals, perden energia i impuls angular i redueixen la separació entre elles i acaben coalescent. Una altra teoria consisteix en una cosa anomenada captura dinàmica, on una estrella de neutrons no relacionada i un forat negre s’acosten accidentalment massa a prop, i comencen. interactuar gravitatòriament entre ells fins que es fusionin.

Ghosh destaca que com que els forats negres no tenen realment una superfície, una estrella de neutrons i una fusió de forats negres no és realment una col·lisió que pot provocar la matèria en totes les direccions, sinó que es produeix una suau deformació de la dos cossos. Si l’esdeveniment va ser efectivament d’una coalescència d’una estrella de neutrons i un forat negre, diu Ghosh, augmentar la gravetat del forat negre pot deformar suficientment l´estrella de neutrons, trossos. Podria formar una òrbita còsmica de matèria penjada al forat negre. El punt de no-retorn.

Si obtenim confirmació, però, seria un descobriment sorprenent. La confirmació de les ones gravitacionals s'ha presentat constantment com a prova d'una part important de la teoria de la relativitat general d'Einstein, però molts esperen que la detecció d'aquests senyals ens pugui ajudar a entreveure tot un món astrofísic. Sembla que aquests podrien ser un dels primers exemples d’aquest potencial realitzat.

Algun sistema que involucri una estrella de neutrons porta informació sobre matèria densa a densitats extremes, diu Chatziioannou. Per estudiar dades de les ones gravitatòries podríem deduir alguna cosa sobre les propietats de la matèria estrella de neutrons. Ghosh afegeix que les observacions de seguiment haurien d’ajudar-nos a comprendre els efectes físics disruptius que es produeixen a l’extrem. la gravetat exercida per forats negres.

Passarà el temps perquè els equips LIGO i Virgo es sentin amb els resultats i en tinguin més sentit, però si aquesta primera ronda d’hipòtesis segueix sent certa, estem a l’abast d’un canvi de paradigma important en la nostra comprensió de la astrofísica de l’univers conegut.

Les millors aplicacions per a la temporada del festival

Les millors aplicacions per a la temporada del festival

La decisió del president de deixar l'Acord de París probablement afectarà Amèrica encara més que el medi ambient

La decisió del president de deixar l'Acord de París probablement afectarà Amèrica encara més que el medi ambient

Mentrestant, a l’espai, el pol sud de Júpiter té un aspecte excel·lent i Mart és un munt de pols

Mentrestant, a l’espai, el pol sud de Júpiter té un aspecte excel·lent i Mart és un munt de pols