{"id":6413,"date":"2020-06-23T16:00:54","date_gmt":"2020-06-23T14:00:54","guid":{"rendered":"https:\/\/igfae.usc.es\/igfaedb\/?p=6413"},"modified":"2021-03-24T15:25:10","modified_gmt":"2021-03-24T13:25:10","slug":"virgo-e-ligo-detectan-un-obxecto-misterioso-fusionandose-cun-buraco-negro","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/igfae.usc.es\/igfaedb\/gl\/virgo-e-ligo-detectan-un-obxecto-misterioso-fusionandose-cun-buraco-negro\/","title":{"rendered":"Virgo e LIGO detectan un obxecto misterioso fusion\u00e1ndose cun buraco negro"},"content":{"rendered":"

Virgo e LIGO, no que participa o Instituto Galego de F\u00edsica de Altas Enerx\u00edas (IGFAE), anunciaron o descubrimento dun obxecto compacto de aproximadamente 2,6 masas solares, situ\u00e1ndoo nun intervalo entre a estrela de neutr\u00f3ns m\u00e1is masiva e o buraco negro m\u00e1is lixeiro xamais visto. Fai uns 800 mill\u00f3ns de anos, este obxecto fusionouse cun buraco negro de 23 masas solares e, ao facelo, emitiu unha intensa onda gravitacional. Dado que a observaci\u00f3n illada desta onda, que se detectou na Terra en agosto de 2019, non nos permite distinguir se o obxecto compacto \u00e9 un buraco negro ou unha estrela de neutr\u00f3ns, a s\u00faa natureza exacta segue sendo un misterio.<\/strong><\/p>\n

Durante moito tempo, a comunidade astron\u00f3mica estivo desconcertada pola falta de observaci\u00f3ns de obxectos compactos con masas no intervalo desde 2,5 ata 5 masas solares. Esta misteriosa zona gris co\u00f1\u00e9cese como o “oco na distribuci\u00f3n de masas”: un intervalo de masas aparentemente demasiado pequenas para un buraco negro e demasiado grandes para unha estrela de neutr\u00f3ns. Tanto as estrelas de neutr\u00f3ns como os buracos negros f\u00f3rmanse cando estrelas moi masivas esgotan o seu combustible nuclear e explotan como supernovas. O que queda despois da explosi\u00f3n depende da cantidade que permanece do n\u00facleo da estrela. Os n\u00facleos menos masivos tenden a formar estrelas de neutr\u00f3ns, mentres que os m\u00e1is masivos colapsan en buracos negros. Entender se existe un oco na distribuci\u00f3n de masas no intervalo mencionado e por que, foi un enigma durante moito tempo para os cient\u00edficos.<\/p>\n

Agora, as colaboraci\u00f3ns cient\u00edficas que operan o detector Advanced Virgo no Observatorio Gravitacional Europeo (EGO, polas s\u00faas siglas en ingl\u00e9s), preto de Pisa en Italia, e os dous detectores Advanced LIGO, nos Estados Unidos, anunciaron o descubrimento dun obxecto de ao redor de 2,6 masas solares, \u00e9 dicir, dentro do chamado “oco na distribuci\u00f3n de masas”, cuestionando as\u00ed a s\u00faa propia existencia. A natureza do obxecto en si mesmo segue sendo un misterio, xa que esta observaci\u00f3n de ondas gravitacionais por si soa non nos permite distinguir se se trata dun buraco negro ou unha estrela de neutr\u00f3ns. Fai uns 800 mill\u00f3ns de anos, o obxecto fusionouse cun buraco negro de 23 masas solares e, ao facelo, xerou un buraco negro final dunhas 25 veces a masa do Sol. A fusi\u00f3n emitiu unha intensa onda gravitacional que os tres instrumentos da rede detectaron o 14 de agosto de 2019, e por tanto etiquetouse como GW190814. O descubrimento ven de publicarse en The Astrophysical Journal Letters<\/em>.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Lenda para t\u00e1boa de masas: Este gr\u00e1fico mostra as masas para os buracos negros detectados a trav\u00e9s de observaci\u00f3ns electromagn\u00e9ticas (morado), os buracos negros medidos mediante observaci\u00f3ns de ondas gravitacionais (azul), as estrelas de neutr\u00f3ns medidas con observaci\u00f3ns electromagn\u00e9ticas (amarelo) e as estrelas de neutr\u00f3ns detectadas a trav\u00e9s de ondas gravitacionais (laranxa). GW190814 est\u00e1 resalta no centro do gr\u00e1fico como a fusi\u00f3n dun buraco negro e un obxecto misterioso ao redor de 2,6 veces a masa do Sol. Cr\u00e9dito: LIGO-Virgo\/ Frank Elavsky & Aaron Geller (Northwestern).<\/p><\/div>\n

Outra peculiaridade deste evento \u00e9 que a fusi\u00f3n mostra a proporci\u00f3n m\u00e1is inusual entre masas dun sistema binario rexistrado ata a data. O obxecto maior \u00e9 aproximadamente 9 veces m\u00e1is masivo que o obxecto menor.<\/p>\n

O sinal asociado a unha fusi\u00f3n tan inusual foi claramente detectada polos tres instrumentos da rede LIGO-Virgo, cunha relaci\u00f3n global sinal-ru\u00eddo de 25. Grazas principalmente ao atraso entre os tempos de chegada do sinal nos detectores, \u00e9 dicir, os dous Advanced LIGO nos EE. UU. e Advanced Virgo en Italia, a rede de 3 detectores foi capaz de localizar a posici\u00f3n no ceo da fonte que xerou a onda nunha rexi\u00f3n duns 19 graos cadrados.<\/p>\n

Cando LIGO e Virgo detectaron esta fusi\u00f3n, inmediatamente enviaron unha alerta \u00e1 comunidade astron\u00f3mica. Moitos telescopios terrestres e espaciais fixeron un seguimento en busca de luz e outras ondas electromagn\u00e9ticas, pero, a diferenza da famosa fusi\u00f3n de d\u00faas estrelas de neutr\u00f3ns (GW170817), detectada en agosto de 2017 e que deu lugar \u00e1 chamada astronom\u00eda multimensaxeiro, neste caso non se recolleu ning\u00fan sinal.<\/p>\n

Segundo os cient\u00edficos de Virgo e LIGO, o evento de agosto de 2019 non foi visto no espectro electromagn\u00e9tico por varias raz\u00f3ns probables. En primeiro lugar, este evento estaba seis veces m\u00e1is lonxe que GW170817, o que dificulta a detecci\u00f3n de calquera sinal electromagn\u00e9tico. En segundo lugar, se a colisi\u00f3n involucrou dous buracos negros, probablemente non houbo ningunha emisi\u00f3n no espectro electromagn\u00e9tico. En terceiro lugar, se o obxecto m\u00e1is pequeno do sistema foi de feito unha estrela de neutr\u00f3ns, o seu compa\u00f1eiro buraco negro 9 veces m\u00e1is masivo poder\u00eda haberlla tragado enteira; unha estrela de neutr\u00f3ns engulida completamente por un buraco negro non producir\u00eda ningunha emisi\u00f3n electromagn\u00e9tica.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Thomas Dent, coordinador do programa de ondas gravitacionais do IGFAE. Cr\u00e9dito: IGFAE.<\/p><\/div>\n

\u201cO suceso GW190814 \u2014sinala Thomas Dent, coordinador do programa de ondas gravitacionais no IGFAE<\/strong>\u2014 mostra novamente o potencial da rede global de detectores para localizar estes misteriosos eventos c\u00f3smicos no espazo con maior precisi\u00f3n, co obxectivo de buscar calquera emisi\u00f3n de luz ou outras part\u00edculas. Estamos a mellorar continuamente os m\u00e9todos para a detecci\u00f3n e o seguimento das fontes de ondas gravitacionais a medida que a rede vai ampli\u00e1ndose\u201d.<\/p>\n

Ademais de po\u00f1er a proba o noso entendemento da evoluci\u00f3n estelar e da produci\u00f3n de estrelas de neutr\u00f3ns e buracos negros no oco de masas, a raz\u00f3n peculiar entre as masas do sistema\u00a0 binario e o feito de ser o suceso de ondas\u00a0 gravitacionais mellor localizado no ceo ata a data sen contrapartida electromagn\u00e9tica, permitiu levar a cabo novos tests da teor\u00eda da gravidade e unha nova medida da constante de Hubble, compatible con aquela obtida mediante o suceso\u00a0 GW170817.<\/p>\n

Observaci\u00f3ns futuras con Virgo, LIGO e posiblemente outros telescopios poder\u00e1n detectar eventos similares e axudarnos a responder \u00e1s numerosas preguntas que expuxo a detecci\u00f3n de GW190814, cuxa identidade segue sendo un misterio.<\/p>\n

Software para buscar ondas gravitacionais dende o IGFAE<\/strong><\/p>\n

O programa de investigaci\u00f3n de ondas gravitacionais do IGFAE, centro mixto da Universidade de Santiago de Compostela (USC) e a Xunta de Galicia, \u00e9 o membro m\u00e1is recente en adherirse \u00e1 Colaboraci\u00f3n LIGO en Espa\u00f1a. O programa creouse en novembro de 2018 coa incorporaci\u00f3n de Thomas Dent e ten unha gran experiencia nos m\u00e9todos de an\u00e1lises para detectar sinais de ondas gravitacionais procedentes da fusi\u00f3n de sistemas binarios de buracos negros e estrelas de neutr\u00f3ns, tales como os 14 eventos catalogados ata o momento pola colaboraci\u00f3n LIGO-Virgo. O IGFAE est\u00e1 a traballar na actualizaci\u00f3n das canles de detecci\u00f3n deste tipo de eventos por medio do software PyCBC, co obxectivo de maximizar o alcance das procuras de binarias na toma de datos m\u00e1is recente, denominada O3 as\u00ed como en tomas de datos futuras. O grupo est\u00e1 tam\u00e9n involucrado na deduci\u00f3n de informaci\u00f3n relativa \u00e1s poboaci\u00f3ns de fontes de ondas gravitacionais, inclu\u00edndo os indicios que as ducias de novas detecci\u00f3ns probables de binarias de buracos negros proporcionar\u00e1n sobre a formaci\u00f3n e evoluci\u00f3n destes sistemas binarios.<\/p>\n

Membros do grupo do IGFAE traballan no observatorio de raios c\u00f3smicos Pierre Auger, en Malarg\u00fce, Mendoza (Arxentina), sendo responsables da procura de neutrinos de enerx\u00edas extremadamente altas en coincidencia temporal e espacial co evento GW190814, as\u00ed como con todos os eventos anunciados durante a toma de datos O3. Ademais foron coautores xunto coas colaboraci\u00f3ns LIGO e Virgo de traballos nos que se estabeleceron os l\u00edmites m\u00e1is restritivos \u00e1 emisi\u00f3n de neutrinos de ultra-alta enerx\u00eda procedentes da fusi\u00f3n do sistema binario de estrelas de neutr\u00f3ns GW170817. Este grupo continuar\u00e1 realizando seguimentos multimensaxeiro en futuras tomas de datos.<\/p>\n

Participaci\u00f3n espa\u00f1ola na astronom\u00eda de ondas gravitacionais<\/strong><\/p>\n

Cinco grupos en Espa\u00f1a est\u00e1n a contribu\u00edr \u00e1 astronom\u00eda de ondas gravitacionais de LIGO-Virgo, en \u00e1reas que van desde o modelado te\u00f3rico das fontes astrof\u00edsicas ata a mellora da sensibilidade do detector para os per\u00edodos de observaci\u00f3n actuais e futuros.\u00a0 Ademais do IGFAE, un grupo na Universitat de lles Illes Balears (UIB) forma parte da Colaboraci\u00f3n Cient\u00edfica LIGO, mentres que a Universitat de Val\u00e8ncia (UV), o Instituto de Ciencias do Cosmos da Universidade de Barcelona (ICCUB) e o IFAE de Barcelona son membros de Virgo.<\/p>\n

Informaci\u00f3n adicional sobre os observatorios de ondas gravitacionais<\/strong><\/p>\n

A Colaboraci\u00f3n Virgo est\u00e1 composta actualmente por aproximadamente 550 membros de 106 instituci\u00f3ns en 12 pa\u00edses diferentes, inclu\u00edndo B\u00e9lxica, Francia, Alema\u00f1a, Hungr\u00eda, Irlanda, Italia, Pa\u00edses Baixos, Polonia, Portugal e Espa\u00f1a. O Observatorio Gravitacional Europeo (EGO) alberga o detector Virgo preto de Pisa, Italia, e est\u00e1 financiado polo Centre National da Recherche Scientifique (CNRS) en Francia, o Instituto Nazionale dei Fisica Nucleare (INFN) en Italia, e Nikhef nos Pa\u00edses Baixos. Unha lista dos grupos da Colaboraci\u00f3n Virgo at\u00f3pase en http:\/\/public.virgo-gw.eu\/the-virgo-collaboration\/<\/a>. M\u00e1is informaci\u00f3n dispo\u00f1ible no sitio web de Virgo en http:\/\/www.virgo-gw.eu<\/a><\/p>\n

LIGO est\u00e1 financiado pola NSF e operado por Caltech e MIT, que concibiu LIGO e liderou o proxecto. O apoio financeiro para o proxecto Advanced LIGO foi liderado pola NSF, con Alema\u00f1a (Max Planck Society), o Reino Unido (Consello de Instalaci\u00f3ns Cient\u00edficas e Tecnol\u00f3xicas) e Australia (Consello Australiano de Investigaci\u00f3n-OzGrav) facendo compromisos e contribuci\u00f3ns significativas ao proxecto. Aproximadamente 1.300 cient\u00edficos de todo o mundo participan no esforzo a trav\u00e9s da Colaboraci\u00f3n Cient\u00edfica LIGO, que incl\u00fae a Colaboraci\u00f3n GEO. Unha lista de socios adicionais est\u00e1 dispo\u00f1ible en\u00a0 https:\/\/my.ligo.org\/census.php<\/a><\/p>\n

A contribuci\u00f3n espa\u00f1ola est\u00e1 financiada pola Axencia Estatal de Investigaci\u00f3n, Ministerio de Ciencia, Innovaci\u00f3n e Universidades, a trav\u00e9s dos programas\u00a0 AYA e\u00a0 FPN, programas de Excelencia Severo\u00a0 Ochoa e Mar\u00eda de Maeztu, programas de financiamento da Uni\u00f3n Europea, Fondosn FEDER, fondo social Europeo, Vicepresid\u00e8ncia i Conselleria d\u2019Innovaci\u00f3,\u00a0 Recerca i Turisme, Conselleria d\u2019Educaci\u00f3, i\u00a0 Universitats do Govern de les Illes Balears, Conselleria d\u2019Innovaci\u00f3, Universitats,\u00a0 Ci\u00e8ncia i Societat Dixital da Generalitat Valenciana, programa CERCA da Generalitat de Catalunya, e te\u00f1en o apoio da Rede Espa\u00f1ola de Supercomputaci\u00f3n (RES).<\/p>\n

Lenda da ilustraci\u00f3n: en agosto de 2019, a rede de ondas gravitacionais LIGO-Virgo foi testemu\u00f1a da fusi\u00f3n dun buraco negro con 23 veces a masa do noso Sol e un obxecto misterioso 2,6 veces a masa do Sol. Os cient\u00edficos non saben se o obxecto misterioso era unha estrela de neutr\u00f3ns ou un buraco negro, pero de calquera xeito estableceu un r\u00e9cord como a estrela de neutr\u00f3ns m\u00e1is pesada co\u00f1ecida ou o buraco negro m\u00e1is lixeiro co\u00f1ecido. Cr\u00e9dito: LIGO\/Caltech\/MIT\/R. Hurt (IPAC).<\/em><\/p>\n