Astrofísicos en busca de agujeros negros «jerárquicos»

_{Crédito: Riccardo Buscicchio}

Los agujeros negros, detectados por su señal de onda gravitacional cuando chocan con otros agujeros negros, podrían ser el producto de colisiones con los padres mucho antes.

Hasta ahora solo se ha insinuado un evento de este tipo, pero los científicos de la Universidad de Birmingham en el Reino Unido y la Universidad Northwestern en los EE. UU. Creen que nos estamos acercando a rastrear el primero de estos llamados agujeros negros ‘jerárquicos’.

En un artículo de revisión, publicado en Nature Astronomy , el Dr. Davide Gerosa, de la Universidad de Birmingham, y la Dra. Maya Fishbach de la Universidad Northwestern, sugieren que los hallazgos teóricos recientes, junto con el modelado astrofísico y los datos de ondas gravitacionales registrados, permitirán a los científicos interpretar con precisión señales de ondas gravitacionales de estos eventos.

Desde que los detectores LIGO y Virgo detectaron la primera onda gravitacional en septiembre de 2015, los científicos han producido interpretaciones cada vez más matizadas y sofisticadas de estas señales.

Ahora hay una ferviente actividad para demostrar la existencia de las llamadas ‘fusiones jerárquicas’, aunque se cree que la detección de GW190521 en 2019, la fusión de agujeros negros más masiva hasta ahora detectada, es la candidata más prometedora hasta el momento.

«Creemos que la mayoría de las ondas gravitacionales detectadas hasta ahora son el resultado de la colisión de agujeros negros de primera generación», dice el Dr. Gerosa. “Pero creemos que hay muchas posibilidades de que otros contengan los restos de fusiones anteriores. Estos eventos tendrán firmas distintivas de ondas gravitacionales que sugieren masas más altas y un giro inusual causado por la colisión principal «.

Comprender las características del entorno en el que se pueden producir tales objetos también ayudará a acotar la búsqueda. Este debe ser un entorno con una gran cantidad de agujeros negros, y uno que sea lo suficientemente denso como para retener los agujeros negros después de que se hayan fusionado, de modo que puedan continuar y fusionarse de nuevo.

Estos podrían ser, por ejemplo, cúmulos de estrellas nucleares o discos de acreción, que contienen un flujo de gas, plasma y otras partículas, que rodean las regiones compactas en el centro de las galaxias.

“La colaboración entre LIGO y Virgo ya ha descubierto más de 50 eventos de ondas gravitacionales”, dice el Dr. Fishbach. «Esto se expandirá a miles en los próximos años, dándonos muchas más oportunidades para descubrir y confirmar objetos inusuales como agujeros negros jerárquicos en el universo».

Referencia: «Fusiones jerárquicas de agujeros negros de masa estelar y sus firmas de ondas gravitacionales» por Davide Gerosa y Maya Fishbach, 26 de julio de 2021, Nature Astronomy .