{"id":21263,"date":"2025-09-09T11:00:35","date_gmt":"2025-09-09T09:00:35","guid":{"rendered":"https:\/\/igfae.usc.es\/igfae\/?p=21263"},"modified":"2025-09-10T10:24:48","modified_gmt":"2025-09-10T08:24:48","slug":"primeira-medicion-completa-retroceso-dun-buraco-negro","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/igfae.usc.es\/igfae\/primeira-medicion-completa-retroceso-dun-buraco-negro\/","title":{"rendered":"O IGFAE lidera a primeira medici\u00f3n completa do retroceso dun buraco negro"},"content":{"rendered":"

Do mesmo xeito que ao disparar unha arma se produce un violento retroceso, as colisi\u00f3ns de buracos negros son tan brutais que o produto da s\u00faa fusi\u00f3n pode sa\u00edr disparado da galaxia na que se atopa. Este particular retroceso gravitacional mediuse por primeira vez nun artigo publicado en Nature Astronomy<\/em><\/a>, liderado polo Instituto Galego de F\u00edsica de Altas Enerx\u00edas (IGFAE), centro mixto da USC e da Xunta de Galicia.<\/p>\n

A investigaci\u00f3n baseouse no sinal de ondas gravitacionais GW190412<\/strong>, rexistrado en 2019 polos detectores Advanced LIGO e Virgo. Ata o de agora, a\u00ednda que xa se detectaron case 300 ondas gravitacionais, non se medira a velocidade nin a direcci\u00f3n do retroceso (tam\u00e9n co\u00f1ecido como kick<\/em>, \u2018patada\u2019 en ingl\u00e9s) das fusi\u00f3ns de buracos negros, fen\u00f3menos que adoitan xerar estas ondas e formar un novo buraco negro de maior tama\u00f1o.<\/p>\n

Como medir o retroceso dun buraco negro<\/strong><\/h4>\n

O aspecto das ondas gravitacionais emitidas polo buraco negro final en diferentes direcci\u00f3ns \u00e9 moi cambiante, o que nos permite entender onde estamos exactamente arredor del e, consecuentemente, saber onde nos situamos respecto \u00e1 s\u00faa direcci\u00f3n de retroceso. Sabendo a masa e o sentido de xiro (spin) dos buracos negros, a Relatividade Xeral de Einstein ax\u00fadanos a co\u00f1ecer exactamente a direcci\u00f3n na que retroceder\u00e1. As\u00ed, ao combinar ambos ingredientes, podemos saber cara a onde se dirixe o buraco negro e a que velocidade.<\/p>\n

O Prof. Juan Calder\u00f3n Bustillo, membro do IGFAE e l\u00edder do estudo, explica esta t\u00e9cnica cunha analox\u00eda musical: \u201cPensemos na fusi\u00f3n de buracos negros como unha orquestra que toca varios instrumentos, pero cunha particularidade: dependendo de onde esteamos arredor da orquestra, escoitamos distintas combinaci\u00f3ns de instrumentos. Se temos datos suficientes, somos quen de saber exactamente onde estamos arredor dela\u201d.<\/p>\n

O equipo conclu\u00edu que o resultado da fusi\u00f3n GW190412 sa\u00edu disparado a m\u00e1is de 50 quil\u00f3metros por segundo, unha velocidade suficiente para expulsalo de calquera c\u00famulo globular (agrupaci\u00f3n de estrelas que xira arredor do n\u00facleo dunha galaxia). Tam\u00e9n mediron os \u00e1ngulos da s\u00faa traxectoria respecto \u00e1 Terra, ao eixe da s\u00faa \u00f3rbita e \u00e1 li\u00f1a de separaci\u00f3n dos buracos xusto antes da fusi\u00f3n. \u201cA traxectoria forma uns 40 graos respecto \u00e1 Terra, as\u00ed que sabemos que non impactar\u00e1 connosco\u201d, bromea Calder\u00f3n Bustillo.<\/p>\n

\u201cEste m\u00e9todo ocorr\u00e9usenos al\u00e1 polo 2018, e demostramos que nos permitir\u00eda medir retrocesos usando os detectores actuais, fronte a outras propostas que requir\u00edan esperar \u00e1 posta en marcha do detector espacial LISA, planeado para a d\u00e9cada de 2030\u201d, explica o investigador do IGFAE. \u201cNaquel momento non se detectara ningunha sinal axeitada, pero sabiamos que acabar\u00eda chegando. Foi moi emocionante cando Advanced LIGO e Virgo detectaron a sinal GW190412 e nos decatamos de que probablemente poderiamos medir o kick<\/em>\u2026 e facelo!\u201d, destaca.<\/p>\n

O Dr. Koustav Chandra, investigador posdoutoral en Penn State e coautor do artigo, engade: \u201cEste \u00e9 un dos poucos fen\u00f3menos astrof\u00edsicos onde non s\u00f3 detectamos algo, sen\u00f3n que estamos a reconstru\u00edr todo o movemento tridimensional dun obxecto que est\u00e1 a miles de mill\u00f3ns de anos luz, e fac\u00e9molo empregando min\u00fasculas perturbaci\u00f3ns no espazo-tempo. \u00c9 unha demostraci\u00f3n incrible do que as ondas gravitacionais nos permiten facer\u201d.<\/p>\n

Para que serven estas medidas?<\/strong><\/h4>\n

Segundo explican os autores do traballo, medir a direcci\u00f3n destes retrocesos abre a porta a estudar en detalle as fusi\u00f3ns de buracos negros combinando ondas gravitacionais e electromagn\u00e9ticas. \u201cCando dous buracos negros se fusionan nun entorno denso poden chegar a producir sinais electromagn\u00e9ticas \u2013 co\u00f1ecidas como fa\u00edscas ou flares \u2013 a medida que o buraco negro final atravesa e inflama ese medio, como por exemplo un n\u00facleo gal\u00e1ctico activo\u201d, comenta Samson Leong, doutorando na Chinese University of Hong Kong e coautor do artigo.<\/p>\n

Estas combinaci\u00f3ns de sinais axudan a entender estes contornos con gran detalle, e mesmo a medir o ritmo de expansi\u00f3n do Universo. \u201cDado que a visibilidade da fa\u00edsca producida por unha fusi\u00f3n de buracos negros depende da orientaci\u00f3n do retroceso respecto \u00e1 Terra, medilos vainos permitir distinguir coincidencias reais destas sinais daquelas que son simplemente froito da casualidade\u201d, concl\u00fae Leong.<\/p>\n

Que son as ondas gravitacionais e por que \u00e9 importante estudalas<\/strong><\/h4>\n

As ondas gravitacionais son pequenas perturbaci\u00f3ns do tecido espazo-temporal que se propagan \u00e1 velocidade da luz, levando con elas informaci\u00f3n sobre as fontes que as producen. Grazas a estes datos \u00e9 posible observar fen\u00f3menos que non emiten luz \u2013 como as fusi\u00f3ns de buracos negros \u2013 e obter informaci\u00f3n complementaria doutros que si a emiten \u2013 como as supernovas ou as fusi\u00f3ns de estrelas de neutr\u00f3ns.<\/p>\n

Albert Einstein prediciu teoricamente a s\u00faa existencia en 1916. Por\u00e9n, o sinal que chega \u00e1 Terra \u00e9 tan d\u00e9bil que require combinar detectores incriblemente sensibles cos fen\u00f3menos m\u00e1is violentos do Universo, como as fusi\u00f3ns de buracos negros, as supernovas ou mesmo o Big Bang.<\/p>\n

Foron necesarias d\u00e9cadas de traballo, e non foi ata un s\u00e9culo despois, o 14 de setembro de 2015, cando os detectores Advanced LIGO situados nos Estados Unidos \u2013 Hanford (Washington) e Livingston (Luisiana) \u2013 captaron a sinal GW150914, producida durante a fusi\u00f3n de dous buracos negros duns 30 soles de masa. Desde ent\u00f3n detect\u00e1ronse case 300 sinais m\u00e1is, o que nos permitiu comezar a entender a poboaci\u00f3n de buracos negros do noso Universo e estudar a gravidade no seu r\u00e9xime m\u00e1is extremo.<\/p>\n

Tras a primeira acreditaci\u00f3n do IGFAE como Unidade de Excelencia Mar\u00eda de Maeztu, en 2017, a direcci\u00f3n cient\u00edfica do centro identificou o gran potencial da li\u00f1a de investigaci\u00f3n de ondas gravitacionais, abrindo un novo programa de investigaci\u00f3n centrado nesta disciplina. Deste xeito, o Instituto incorporouse en outubro de 2018 \u00e1 colaboraci\u00f3n LIGO, ocupando posici\u00f3ns relevantes nun experimento no que participan m\u00e1is de 1.500 cient\u00edficos de todo o mundo.<\/p>\n

Sobre o IGFAE<\/strong><\/h4>\n

O\u00a0Instituto Galego de F\u00edsica de Altas Enerx\u00edas (IGFAE), \u00e9 un centro de investigaci\u00f3n creado en 1999 pola Universidade de Santiago de Compostela e a Xunta de Galicia. Naceu co obxectivo de coordinar e fomentar a investigaci\u00f3n cient\u00edfica e t\u00e9cnica nos campos da F\u00edsica de Alta Enerx\u00eda, Part\u00edculas e Nuclear, e \u00e1reas relacionadas como a Astrof\u00edsica, a F\u00edsica M\u00e9dica ou a Instrumentaci\u00f3n. Acolle a arredor de 140 persoas que participan en instalaci\u00f3ns experimentais como o CERN, o Observatorio Pierre Auger, LIGO ou GSI\/FAIR, entre outras.<\/p>\n

O centro foi acreditado en d\u00faas ocasi\u00f3ns (2017 e 2023) como Unidade de Excelencia Mar\u00eda de Maeztu por parte da Axencia Estatal de Investigaci\u00f3n do Goberno de Espa\u00f1a. Tam\u00e9n forma parte da rede CIGUS da Xunta de Galicia, que acredita a calidade e o impacto da s\u00faa investigaci\u00f3n. Est\u00e1 cofinanciado pola Uni\u00f3n Europea a trav\u00e9s do Programa Galicia Feder 2021-2027.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Do mesmo xeito que ao disparar unha arma se produce un violento retroceso, as colisi\u00f3ns de buracos negros son tan brutais que o produto da s\u00faa fusi\u00f3n pode sa\u00edr disparado da galaxia na que se atopa. 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