Importante hallazgo de estudiosos de la USC sobre los agujeros negros
La investigación muestra que la fusión de estrellas de bosones podría explicar la colisión de estos objetos gravitatorios más masiva jamás observada en la Tierra
Una fusión de estrellas de bosones podría explicar la colisión de agujeros negros más masiva jamás observada. Así lo creen un grupo de investigadores de la USC y de la Universidad de Aveiro.
Así, un equipo internacional de científicos, liderado por el Instituto Gallego de Física de Altas Energías (Igfae), centro mixto de la USC y de la Xunta, junto con investigadores de la Universidad de Aveiro, muestra que la colisión de agujeros negros más masiva jamás observada, que produjo la onda gravitacional GW190521, podría ser el resultado de la fusión de dos estrellas de bosones. Esta sería la primera prueba de la existencia de estos objetos hipotéticos que constituyen uno de los principales candidatos para formar la materia oscura, la cual representa un 27 por ciento del universo.
Las ondas gravitacionales son ondas en el tejido del espacio-tiempo que viajan a la velocidad de la luz y cuya existencia fue predicho por Albert Einstein en 1916 dentro de su teoría general de la relatividad. Éstas ondas se originan en los eventos más violentos del universo, llevando consigo la información sobre su origen.
Desde 2015, el ser humano puede observar e interpretar ondas gravitacionales gracias a los dos detectores Advanced LIGO (Livingston y Hanford, EE. UU.) y al detector Virgo (Cascina, Italia). Hasta ahora, estos detectores observaron alrededor de cincuenta ondas gravitacionales, originadas durante las fusiones de dos de los entes más misteriosos del universo, agujeros negros y estrellas de neutrones, y que permitieron saber mucho más acerca de estos objetos.
A pesar de los descubrimientos acumulados en solo seis años, el potencial real de las ondas gravitacionales va mucho más allá. En el futuro, podrían permitir observar nuevos tipos de objetos celestes y dar pistas sobre problemas fundamentales de la ciencia como, por ejemplo, la naturaleza de la materia oscura. En septiembre de 2020, las colaboraciones científicas LIGO y Virgo (LVC), anunciaron la onda gravitacional GW190521. De acuerdo con el análisis realizado, esta señal era compatible con la fusión de dos agujeros negros de 85 y 66 veces la masa del Sol, lo que dio lugar a un agujero negro final de 142 masas solares. Este último es el primero de una nueva familia de agujeros negros: los agujeros negros de masa intermedia. Tal hallazgo reviste una gran importancia, ya que estos eran considerados una especie de eslabón perdido entre dos familias ya conocidas: los agujeros negros de masa estelar que se forman por el colapso de una estrella y los agujeros negros supermasivos que se esconden en los centros de las galaxias, incluyendo la Vía Láctea.
A pesar de su importancia, GW190521 supone también un enorme reto para comprender cómo viven y mueren las estrellas. De acuerdo a este, el mayor de los dos agujeros negros fusionados no puede ser el resultado del colapso de una estrella, lo que abre un abanico de posibilidades sobre su origen.
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··· El equipo comparó GW190521 con simulaciones por ordenador de fusiones de estrellas de bosones y encontraron que estas explican los datos mejor que el análisis realizado por LIGO y Virgo. El resultado implica que la fuente de la señal tendría propiedades distintas a las que se predijeron originalmente. “Antes que nada, ya no estaríamos hablando de agujeros negros, lo que elimina el problema de encontrarse con un agujero negro prohibido”, apunta el investigador C. Bustillo. “Al contrario que las estrellas normales, hechas de materia, las estrellas de bosones se compondrían de bosones ultraligeros, que son de los candidatos más plausibles para componer la materia oscura”.
··· En un artículo publicado ayer en la prestigiosa Physical Review Letters, un equipo de científicos liderazgo por Juan Calderón Bustillo, La Caixa Junior Leader-Marie Curie Fellow en el Igfae, y Nicolás Sanchis-Gual, investigador posdoctoral en la Universidad de Aveiro y en el Instituto Superior Técnico de la Universidad de Lisboa, junto con colaboradores de la Universidad de Valencia, Monash University (Australia) y la Chinese University of Hong Kong, propuso un nuevo origen para la señal GW190521: la fusión de dos objetos exóticos conocidos como estrellas de bosones.
··· Estas estrellas son objetos hipotéticos que constituyen uno de los principales candidatos para formar lo que conocemos como materia oscura, y que representa aproximadamente el 27 por ciento del contenido del universo. Asumiendo este tipo de colisión, el equipo de investigadores pudo calcular la masa del constituyente fundamental de estas estrellas, una nueva partícula conocida como bosón ultraligero, billones de veces más ligera que un electrón.