¿Y las estrellas ultramasivas?

La detección de ondas gravitacionales abre una nueva ventana en la Astronomía.
Estas ondas se producen en un evento donde intervienen objetos masivos.
Cuando dos objetos se orbitan mutuamente en un sistema binario, emiten ondas gravitatorias o gravitacionales. La amplitud de esas ondas depende de las masas involucradas. Su frecuencia, depende de la frecuencia orbital del sistema binario.
Si los cuerpos comienzan a precipitarse, a medida que se acercan aumentan su velocidad orbital. Eso se debe a lo que se conoce como conservación del momento angular, el mismo principio por el que un patinador gira más rápido o más lento a medida que acerca o aleja los brazos del cuerpo.
De esta manera, la frecuencia de las ondas gravitatorias aumenta a medida que los cuerpos se acercan, y la onda llega a su máximo de intensidad cuando ambos, finalmente, chocan y se fusionan.

LIGO ( https://www.ligo.caltech.edu/) y Virgo (https://www.ego-gw.it/public/about/whatis.aspx), son dos sistemas detectores de ondas de este tipo.
Por el momento, detectan las producidas por fusiones de objetos masivos. Toda fusión de estrellas binarias produce ondas gravitatorias, pero nuestros sistemas aún no llegan a detectar a las producidas por fusión de estrellas de baja masa por un tema de sensibilidad. Así es cómo, por ahora, detectamos las relacionadas con la fusión de objetos de mayor masa.
Hasta fines del año 2018, se han detectado 11 ondas gravitacionales. De ellas, sólo una está relacionada con la fusión de estrellas de neutrones con masas de 1,5 y 1,3 masas Solares respectivamente. El resto corresponde a fusiones de agujeros negros, y acá aparecen los datos curiosos.

La detección relacionada con la fusión de las mayores masas corresponde a agujeros negros de 50,6 y 34,3 masas Solares. Es decir que no se detectaron eventos relacionados con agujeros negros mayores a las 50 masas Solares, ¿por qué…?
Puede ser que los agujeros negros más masivos que 50 masas Solares no suelan estar en sistemas binarios. También, podría ser que no sean muy comunes, por eso no se los encuentra en sistemas binarios. Luego, las estrellas ultramasivas que los generan no serían muy comunes, al menos en sistemas binarios.

7

En el gráfico se muestran las masas involucradas en las detecciones en unidades de masas Solares.
Se han detectado masas mayores a las medidas con anterioridad por otros métodos, tales como observaciones en Rayos X mostradas en color violeta.
En azul se grafican las masas involucradas en la fusión de agujeros negros detectadas por LIGO y Virgo; nótese que ninguna supera las 50 masas Solares.
En amarillo se muestran las masas de estrellas de neutrones. Finalmente se señala en color anaranjado las masas de la binaria de neutrones que se fusionó dando origen a la única detección de ese tipo hasta ahora.

¿Qué pasa con la detección de fusiones de agujeros negros supermasivos?
Cuando dos galaxias se fusionan, sus agujeros negros centrales supermasivos se orbitan mientras van precipitando entre sí, hasta que finalmente de fusionan. Según sea la rotación (spin) de los involucrados, el agujero negro resultante puede quedar en el centro de la galaxia resultado de la fusión, o puede salir despedido como agujero negro en retroceso.
En ambos casos se producen tremendas ondas gravitatorias.
Si observamos galaxias resultantes de una fusión y hay evidencias de agujeros negros en retroceso, como por ejemplo B3 1715, aparentemente expulsado de ZwCl 8183 (pdp, 23/mar./2017, Un agujero negro en retroceso, https://paolera.wordpress.com/2017/03/23/un-agujero-negro-en-retroceso-viajero/), ¿por qué no detectamos esas ondas que debieron producirse?

agujeriSuelto

Imagen publicada en el trabajo de J. J. Condon et al.. La Cruz señala el centro de la galaxia y el círculo señala al agujero negro solitario.

Bien, por un lado, cuando se dieron esos eventos aún no disponíamos de los sistemas detectores de ondas gravitatorias. En realidad no teníamos la Astronomía que Hoy tenemos y en particular, nosotros no existíamos aún.
Por otro, si bien la fusión de galaxias es algo factible, y de hecho las galaxias crecen de esa manera, no son eventos frecuentes.
Sólo hay que esperar.

Referencia:

pdp.

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión /  Cambiar )

Google photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google. Cerrar sesión /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión /  Cambiar )

Conectando a %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.