Hace apenas unos días, el 5 de abril, un equipo internacional de investigadores presentó un extraño descubrimiento durante una reunión de la Sociedad Estadounidense de Física: una señal de onda gravitacional que reveló la colisión entre una estrella de neutrones y un segundo y misterioso objeto. , más grande que la estrella de neutrones más grande conocida, pero más pequeño que el agujero negro más pequeño conocido. Es decir, situada en la nebulosa ‘masa gap’ que existe entre estas dos clases de objetos espaciales y que hasta ahora se creía vacía.
Las ondas gravitacionales detectadas proceden de una región situada a unos 650 millones de años luz de distancia. Lo que significa que allí, hace 650 millones de años, cuando la vida en la Tierra no se parecía en nada a la actual, la estrella de neutrones y su enigmática compañera pusieron fin a una larga ‘danza’ de vueltas una alrededor de la otra. otro y se fusionaron, generando ondas gravitacionales con el impacto que se propagaron por el espacio como ondas de agua sobre la superficie de un estanque, sólo a la velocidad de la luz, hasta llegar, 650 millones de años después, a los detectores de los científicos.
El primer evento de este tipo.
De hecho, las ondas fueron detectadas el 29 de mayo de 2023 por una red de detectores en Japón, Italia y Estados Unidos, asociados en la colaboración LIGO-Virgo-KAGRA (LVK), en la que participan más de 1.600 investigadores. “Este es un tipo de evento nunca antes visto”, explica Evan Goetz, investigador del detector LIGO, “y es muy emocionante para la comunidad científica poder estudiar el primero de este tipo”.
Tanto las estrellas de neutrones como los agujeros negros son restos extremadamente densos de explosiones de estrellas muy masivas. Pero la masa del misterioso objeto, entre 2,5 y 4,5 veces la del Sol (es decir, la máxima que teóricamente puede tener una estrella de neutrones y la mínima que debería tener un agujero negro), lo sitúa justo en el medio de ambos tipos. , una ‘brecha de masa’ que separa las estrellas de neutrones más pesadas de los agujeros negros más ligeros y en la que no debería haber nada.
Por sí sola, la onda gravitacional generada por la fusión no es suficiente para revelar la verdadera naturaleza del misterioso objeto, pero los investigadores están optando por un agujero negro inusualmente ligero.
Todos los agujeros negros, tanto pequeños como grandes, nacen de la muerte violenta de estrellas muy masivas. Sin embargo, la teoría actual predice que los agujeros negros con masas que los sitúan dentro de la “brecha” no pueden formarse directamente a partir de la muerte de estas estrellas. “Pero estas observaciones nos dicen ahora que esto podría ser posible”, afirma Goetz. Quizás los astrónomos necesiten modificar sus modelos, o quizás estemos ante una evolución más complicada de una estrella de neutrones pesada que evolucionó hasta convertirse en un agujero negro. “Es difícil saberlo sólo con este ejemplo”.
Ejemplos anteriores
En 2020, los astrónomos anunciaron una detección concluyente de ondas gravitacionales creadas por una colisión en la que uno de los miembros estaba justo dentro de la brecha de masa. Sin embargo, los descubridores no pudieron clasificar el objeto y se limitaron a concluir que se trataba de la estrella de neutrones más grande conocida o del agujero negro más pequeño.
Ahora, sin embargo, algunas de las características observadas parecen apuntar hacia un agujero negro anormalmente pequeño. Aun así, los astrónomos dicen que no pueden determinar con precisión en qué parte del cielo se fusionaron los dos objetos porque sólo un detector LVK estaba registrando datos cuando se detectó la señal. Pero el hallazgo, junto con el de 2020, ha generado esperanzas de que pueda haber muchos más objetos de este tipo esperando ser descubiertos.
“Si bien se han reportado evidencias previas de objetos en la brecha de masa en ondas gravitacionales y electromagnéticas”, dice Sylvia Biscoveanu de la Universidad Northwestern, “este sistema es especialmente interesante porque es la primera detección de ondas gravitacionales de un objeto en la brecha. ” de masa emparejada con una estrella de neutrones”. Y aún queda mucho por explorar.
De hecho, después de una pausa por mantenimiento, la cuarta ronda de observaciones de la colaboración LVK acaba de comenzar hace unos días con los detectores LIGO y Virgo trabajando juntos. Kiagra también se sumará a la carrera dentro de unos meses y se prolongará hasta febrero de 2025 sin más interrupciones. Mientras tanto, los científicos aún tienen que examinar 80 señales prometedoras de la ronda anterior de observaciones.
