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¿Ondas gravitacionales desde Betelgeuse?, parece que no.

Las ondas gravitacionales se generan en eventos donde están involucradas las masas de los cuerpos.
Los observatorios de este tipo de ondas LIGO y Virgo, las han detectado como producidas por la fusión de objetos masivos como estrellas de neutrones y agujeros negros.

El 14 de enero del 2020, ambos observatorios detectaron un tipo de onda gravitacional llamada destello o brote de ondas gravitacionales (burst gravitational wave).
Lo curioso es que provino de la dirección de la estrella Betelgeuse.

ligoVirgoBetelgeuse

Localización del brote gravitacional  – LIGO/Virgo 14 ene 2020 13:42 UTC.

Esta estrella mostró una importante disminución de brillo en días recientes, lo que dio origen a conjeturas según las cuales era inminente su estallido como supernova de tipo II  (SN).
Recordemos que esta estrella es una supergigante roja desde unos 40 mil años atrás, y como tal, es variable, en este caso, semirregular.
Los datos observacionales y los modelos de evolución estelar, indican que Betelgeuse seguirá sin estallar por al menos unos 100 mil años (Betelgeuse no estallará (por ahora) | pdp).
Por supuesto que existe la posibilidad de que esta estrella nos de una sorpresa. No será la primera vez que un evento inesperado nos obliga a revisar los modelos; pero en este caso, parece poco probable que Betelgeuse estalle durante este siglo.

Este tipo de ondas puede ser producido por una SN pero deberían durar más que esta detección, además, esta estrella aún no estalló.
¿Se trata de un aviso?, ¿realmente estas ondas se originaron en Betelgeuse o por casualidad su fuente está en la misma dirección?
Para algunos hay una tercera opción: esta detección no es real y se debe a un tipo de “ruido” o falla (glitch).

Referencia:

Fuentes:

pdp.

LIGO detecta más ondas gravitacionales (la segunda tanda)

LIGO detectó otra onda gravitacional (era de esperarse).
La primera fue en Septiembre del 2015 y se trató de la unión de dos agujeros negros de 36 y 29 masas solares cada uno.

artwork depicting black holes merging

Ilustración crédito LIGO/T. Pyle.

Estos objetos se orbitan mutuamente espiralando hasta unirse. En ese proceso orbitan cada vez más rápido emitiendo ondas gravitacionales cada vez de mayor frecuencia y amplitud hasta que… BOOOOMMMM… se fusionan y en Casa LIGO detecta un simple y sutil… “Chic”

Mucho se teorizó si se trato de agujeros negros o de gravastars, pero objetos masivos de todas maneras.

En esta segunda oportunidad, a las 03:38: 53 del 25 de diciembre UTC (Tiempo Universal Coordinado o si se prefierís Tiempo de Greenwich), plenos festejos navideños, un “Chic” llamó la atención de los científicos de LIGO.
En esta oportunidad se trató de una señal menor que la anterior, pero señal al fin.
LIGO es capaz de detectar moléculas impactando en el sistema, por lo que esta detección casi se confundió con “ruido”.
Los modelos sugieren que se trató de la unión de dos agujeros negros de 14 y 8 masas solares cada uno, a unos 1400 millones de años años luz de Casa. El objeto resultante de esa unión, dejó un masivo objeto agujero negro (o gravastar) de 21 masas solares.
La masa solar restante (ya que 14 + 8 = 22 y no 21) se transformó en energía, la transportada a la distancia por la onda gravitacional detectada. Haciendo cuentas, esa masa solar transformada en energía (la masa es una de las formas en que se presenta la energía) dada por E = M*C2 con C = velocidad de la luz, arroja una cantidad de energía equivalente a la que el Sol emite en 15 billones de años (15 millones de millones). O sea, poco más de 1000 veces la que emitirtá en toda su vida de unos 10 mil millones de años aproximadamente (nuestro Sol tiene casi 5 mil millones de años y se espera que viva otro tanto)

Pensemos en esa energía tremenda liberada en un encuentro que dura fracción de segundo.

Las masas involucradas en este caso, son típicas de estrellas binarias masivas que murieron como supernovas en diferentes momentos, dejando sus núcleos colapsados como estrellas de neutrones y luego agujeros negros que terminaron fusionándose.

Referencias:

pdp.

Ondas Gravitacionales: Qué son y cómo se las detectó.

Cuando Einstein desarrolló la Relatividad, obtuvo que los planetas deberían moverse en líneas rectas. Luego, la única manera para que las trayectorias rectas se doblen formando órbitas cerradas, era que el espacio (en realidad espacio-tiempo, ya que un cuerpo ocupa un lugar en el espacio en un cierto momento) se curvara por la acción de la gran masa del Sol. En realidad todo cuerpo deformará el espacio tanto más o menos según su masa.
Esto sucede en las 11 dimensiones del Universo, de las que sólo vemos 3.

Imaginemos una bola muy pesada sobre una superficie elástica. La bola hunde la superficie como las masas deforman el espacio. Cuando otro cuerpo pasa cerca (también hundiendo la superficie a su paso), entra en la deformación del más grande y “dobla” su trayectoria. Si están quietos, cada uno entrará en la deformación del otro y caerán hasta unirse en un sólo pozo. Es otra forma de ver a la clásica acción gravitatoria.
descarga1Luego, si un objeto masivo, se mueve en torno a otro, esas deformaciones se propagarán en forma de ondas en el espacio, deformándolo como se deformaría la superficie elástica donde se mueven las bolas pesadas.

Cuando una onda de este tipo nos llega, nos deforma (esta es la parte más… loca). La parte de un cuerpo que cae en la onda de deformación del espacio se mueve, no así la parte a la que aún no le llegó la deformación. Así el cuerpo se deforma a medida que lo atraviesa la onda de deformación.
La masa deforma al espacio y el espacio mueve (o le dice cómo moverse) a la masa.

O sea que nosotros nos deformamos con esas ondas que nos llegan.

Cuando dos masas grandiosas, como lo son dos agujeros negros, se unen; lo hacen en medio de una danza donde uno y otro se acercan mutuamente mientras giran en torno a un centro común. Es ahí donde se producen y propagan las ondas gravitacionales.

LIGO, es un gran instrumento en forma de L, donde sus lados son muy largos y de igual longitud. En el vértice de la L, hay un sistema que emite luz hacia los espejos en los extremos de los brazos. Cuando la luz llega a esos espejos, se refleja en contrafase, se decir que la onda de luz se invierte. Cuando las reflexiones vuelven al vértice, se anulan y no se detecta la luz reflejada.
Cuando una onda gravitatoria llega a la Tierra, comienza la deformación antes dicha y LIGO se deforma conforme lo hace la superficie, en esa deformación del espacio. Un extremo de la L se estira o achica haciendo que la luz reflejada en una rama no se anule con la reflejada en la otra, ya que ahora cada una no tiene la misma longitud que la otra. Allí es donde las reflexiones deja de anularse en el vértice de la L.

Para que esto suceda y pueda ser detectado con nuestra tecnología actual (año 2016), la onda gravitacional debe ser importante, intensa; como la que emiten dos agujeros negros fusionándose mientras giran entre sí.

Referencia:

pdp.

Los Choques entre Estrellas de Neutrones como Generación de Pulsos Gravitatorios.

Cuando una estrella colapsa, aumenta su velocidad de rotación. A esto se lo conoce como Conservación del Momento Angular[1], el mismo efecto por el cual un patinador que gira sobre sus patines, aumenta la velocidad de giro juntando los brazos.

Cuando las cargas eléctricas se mueven, generan una corriente eléctrica la que a su vez, implica un campo magnético. Cuando la estrella colapsa, por un lado protones y electrones se unen en neutrones dando origen a una Estrella de Neutrones[2] (EN) .

Todo cuerpo siente la gravedad mutua ejercida con otro. Una masa, genera un campo gravitatorio que es directamente proporcional a su valor, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Despreciable pero existente, un campo gravitacional llega a todas partes.
Alguien dijo: “No se puede deshojar una margarita sin perturbar una estrella…”
Una perturbación o información gravitatoria, viajaría en forma de ondas o en paquetes de ondas conocidos como Gravitones[3], como las ondas viajan en un estanque de agua cuando se perturba su superficie.  Éstos viajarían a la velocidad de la luz.
Así, están los proyectos de detección de Ondas Gravitacionales (OG) (o de Gravitones) tales como LIGO[4] , entre otros.

Luego, la pregunta es: ¿dónde buscar OG?
Obviamente donde haya una gran perturbación. Los mejores eventos candidatos a generar Pulsos de OG (POG) (o Gravitacional Waves Bursts – GWBs) son los choques y colapsos bruscos de estrellas dobles de Neutrones (EN-EN).

descargaEn un choque EN-EN, se libera energía en forma de Estallido de rayos Gamma y hay una eyección de materia del orden de la milésima parte de la masa del Sol (la masa de Júpiter), a velocidades de 0,1 a 0,3 veces la velocidad de la luz (del orden de 60 mil Km por seg.). Esto generaría un POG que sería posible detectar con los actuales y avanzados detectores de OG.

Los choques de Agujeros Negros, sobre todo los súper masivos en el centro de galaxias que colisionan, son otro evento candidato a producir POG detectables.

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Referencias:

  1. https://es.wikipedia.org/wiki/Momento_angular
  2. http://www.astroscu.unam.mx/~wlee/OC/SSAAE/AAE/Objetos%20Compactos/Estrellas%20neutrones.html
  3. http://eltamiz.com/2007/12/18/el-graviton/
  4. http://es.wikipedia.org/wiki/LIGO

Fuente:

pdp.