Captada una se?al de ondas gravitacionales nunca vista

Dos detectores de ondas gravitacionales en Europa y Estados Unidos han captado la se?al de un cataclismo c¨®smico que no se hab¨ªa observado jam¨¢s: la colisi¨®n entre agujeros negros y estrellas de neutrones.

Los eventos detectados, dos, sucedieron hace cientos de millones de a?os. Desde entonces las ondulaciones que produjeron en el espacio-tiempo han estado viajando hacia la Tierra a la velocidad de la luz. Hace muchos a?os los f¨ªsicos tomaron las ecuaciones de la relatividad general de Einstein y calcularon el tipo de onda gravitacional que producir¨ªa un evento como este. Las dos se?ales captadas ahora por los detectores LIGO, en Estados Unidos, y Virgo, en Europa, coinciden con las predicciones que hizo el f¨ªsico alem¨¢n hace un siglo.

Las estrellas de neutrones son objetos alucinantes. Cuando una estrella llega al final de su vida es posible que se derrumbe sobre s¨ª misma como un descomunal edificio hasta formar una esfera cuyo di¨¢metro es menor que el de una ciudad como Madrid. En su interior la materia est¨¢ tan comprimida que una sola cucharilla de estrella de neutrones pesa igual que todas las personas del planeta Tierra. Estos objetos someten a la materia a unas condiciones de presi¨®n imposibles de reproducir en experimentos controlados. Se piensa que en las entra?as de estos astros se forman enormes amasijos de quarks, part¨ªculas elementales de las que est¨¢n hechos los ¨¢tomos. Poder observar qu¨¦ sucede exactamente en su interior ser¨ªa uno de los mayores descubrimientos de la historia de la f¨ªsica.

Toni Font, miembro de la colaboraci¨®n cient¨ªfica entre LIGO y Virgo que capt¨® las se?ales, explica: ¡°Este hallazgo confirma por primera vez que existen sistemas binarios formados por un agujero negro y una estrella de neutrones, y que podemos observarlos gracias a las ondas gravitacionales¡±.

El equipo capt¨® las dos fusiones en un lapso de 10 d¨ªas durante el pasado mes de enero. En una de ellas, un agujero nueve veces m¨¢s masivo que el Sol choc¨® contra una estrella de neutrones de unas 1,9 masas solares. Probablemente estos dos cuerpos hayan estado orbitando uno junto al otro durante decenas de millones de a?os, pero la se?al captada es solo de la ¨²ltima parte en la que ambos cuerpos chocaron y apenas dura unos segundos. El cataclismo sucedi¨® en un lugar a 900 millones de a?os luz de la Tierra, es decir, que habr¨ªa que viajar a la velocidad de la luz durante 900 millones de a?os para alcanzarlo, algo absolutamente imposible para la tecnolog¨ªa humana.

La segunda fusi¨®n se produjo entre un agujero seis veces m¨¢s masivo que el Sol y una estrella de neutrones de 1,5 masas solares que chocaron a unos 1.000 millones de a?os luz, es decir, hace 1.000 millones de a?os.

En cuanto captaron las dos se?ales, los dos detectores lanzaron una alerta internacional para que otros telescopios intentasen captar la posible luz producida por estos dos cataclismos. No vieron ni un destello, lo que tiene mucho sentido. Cuando el agujero negro y la estrella de neutrones no tienen tama?os muy diferentes, sucede que el agujero descompone la estrella hasta que se convierte en una especie de fideo que se queda dando vueltas hasta que es engullido del todo. En estos casos es posible que se emitan destellos de luz. Es probablemente lo que sucedi¨® en 2017, cuando LIGO detect¨® por primera vez ondas gravitacionales y luz de una fusi¨®n de dos estrellas de neutrones.

Cuando el agujero negro es mucho mayor que la estrella, la fusi¨®n es repentina. ¡°El agujero negro se traga la estrella entera, de una vez y sin descomponerla antes¡±, explica Font. ¡°Este parece haber sido el caso en los dos eventos que hemos captado¡±, a?ade el investigador. Los detalles de estos dos fen¨®menos se publican este martes en Astrophysical Journal Letters.

Las ondas gravitacionales son deformaciones del espacio-tiempo ¡ªel material del que est¨¢ hecho el universo¨D. Se asemejan a las ondulaciones en el agua de un estanque cuando cae en ¨¦l una piedra. La capacidad de medir estas fluctuaciones predichas por Einstein le da a la humanidad una nueva forma de observar el universo. Uno de los objetivos principales de los detectores involucrados en este hallazgo ser¨¢ captar m¨¢s fusiones mixtas de este tipo, especialmente las que emitan tambi¨¦n luz, pues dan mucha m¨¢s informaci¨®n, explica Juan Calder¨®n, investigador del Instituto Gallego de F¨ªsica de Altas Energ¨ªas y coautor de la investigaci¨®n. ¡°En estos dos casos no ha habido se?al electromagn¨¦tica y por lo tanto solo podemos intuir que uno de los dos objetos involucrados tiene que ser una estrella de neutrones debido a que es en teor¨ªa demasiado ligero para ser otro agujero negro¡±, explica el f¨ªsico. Cuando la fusi¨®n emite rayos x, gamma o cualquier otra se?al electromagn¨¦tica, esto permite ¡°entender mejor c¨®mo se comporta la materia dentro de la estrella de neutrones, que es una de las grandes cuestiones abiertas a d¨ªa de hoy en f¨ªsica¡±, resalta Calder¨®n. Estas fusiones permiten comprobar si las ondas gravitacionales y la luz se desplazan a la misma velocidad, como predijo Einstein.

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