Los agujeros negros en colisión pueden haber creado un sorprendente destello de luz

A pesar de su oscura reputación, dos agujeros negros pueden haber desencadenado un espectáculo de luces cósmicas.

Los rumores gravitacionales sutiles de una colisión de dos agujeros negros pueden haber estado acompañados por un destello de luz aproximadamente un mes después, los físicos informan el 25 de junio en Physical Review Letters . Es una conclusión sorprendente dada la propensión de los agujeros negros a tragar luz y materia. “La expectativa normal ha sido que simplemente se fusionan y todo lo que detectaría es ondas gravitacionales”, dice el astrofísico Matthew Graham de Caltech.

Pero los científicos, no los que se basan en suposiciones, querían verificar si esa expectativa era correcta. Para buscar una bengala, Graham y sus colegas revisaron los datos de la Instalación Transitoria de Zwicky en el Observatorio Palomar en California, que repetidamente captura imágenes del cielo, en busca de cambios de corta duración llamados transitorios. Descubrieron que aproximadamente 34 días después de que se detectaron las ondas gravitacionales en mayo de 2019, apareció un resplandor de luz en las proximidades del cielo que las ondas gravitacionales habían identificado. Este estallido se asoció con un quasar conocido , un objeto celestial brillante formado por un disco de gas que rodea un agujero negro supermasivo. El gigantesco agujero negro en cuestión cuenta con una masa 100 millones de veces mayor que la del sol.

Los investigadores sugieren que la erupción podría haberse producido si dos agujeros negros más pequeños se encontraran en las proximidades de ese agujero negro supermasivo, fusionándose dentro del disco giratorio de gas. Esa unificación podría haber arrojado el agujero negro combinado resultante a través del disco, creando una onda de choque que calentó el gas, produciendo una explosión temporal de luz.

Si la teoría es correcta, los investigadores calculan que los dos agujeros negros más pequeños tenían una masa total aproximadamente 100 veces mayor que la del sol. Después de la fusión, el único agujero negro resultante habría arado a través del gas a una velocidad de aproximadamente 700,000 kilómetros por hora antes de abandonar el disco. En el futuro, ese agujero negro debería girar hacia atrás gracias al tirón gravitacional del disco, causando otra erupción a fines de 2020 o principios de 2021. Detectar esa erupción pronosticada ayudaría a confirmar la explicación.

La conexión entre la llamarada y las ondas gravitacionales no es segura, dice el astrofísico Daniel Holz, de la Universidad de Chicago, miembro del Observatorio avanzado de ondas gravitacionales con interferómetro láser , o LIGO, uno de los dos observatorios que detectaron las ondas gravitacionales

“El problema es que el cielo es increíblemente dinámico y animado. Hay estrellas explotando y agujeros negros eructando y estrellas siendo destrozadas ”, dice Holz. Entonces la llamarada puede ser una extraña coincidencia. Pero, dice, si es real, “proporcionaría una ventana completamente nueva sobre cómo se hacen los agujeros negros y cómo viven y mueren”.

LIGO, con sede en los Estados Unidos, y el detector Advanced Virgo en Italia, han detectado muchos pares de agujeros negros fusionados, pero los científicos no saben cómo se encuentran los agujeros negros. El trabajo anterior se ha centrado en los agujeros negros que se encuentran dentro de un grupo de estrellas. La posibilidad de que puedan emparejarse dentro de un disco de acreción es una hipótesis más nueva. “Comenzó como una idea marginal”, dice la astrofísica Jillian Bellovary del Queensborough Community College en la ciudad de Nueva York, que no participó en la investigación. Pero, “definitivamente ha estado ganando terreno en la comunidad”.

Si es correcto, el resultado podría significar que las futuras detecciones de ondas gravitacionales podrían ayudar a desentrañar la física desordenada y mal entendida que ocurre dentro de tales discos, dice el astrofísico Richard O’Shaughnessy del Instituto de Tecnología de Rochester en Nueva York. Eso a su vez podría ayudar a los científicos a comprender cómo evolucionan las galaxias con cuásares a medida que la energía producida por un agujero negro supermasivo retroalimenta la galaxia. “Es una interpretación audaz que abre una nueva conexión entre las ondas gravitacionales y el cielo nocturno”.

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