NeoFronteras

Primer evento Ligo-Virgo

Área: Espacio,Física — jueves, 28 de septiembre de 2017

Anuncian la cuarta detección de ondas gravitacionales y la primera con triangulación.

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Los que ayer atendimos on line a la rueda prenda que dieron los responsables de Ligo-Virgo esperábamos más, pero esta pequeña decepción, por lo sosa y por no contar lo esperado, no desmerece el logro conseguido.

Como ya saben los lectores de NeoFronteras, desde este verano se comentaba que era posible que la colaboración Ligo-Virgo hubiera detectado la emisión de ondas gravitacionales (OG) procedentes de la colisión y posterior fusión de dos estrellas de neutrones. Además, según decía el rumor, se habrían encontrado las contrapartidas en diversas regiones del espectro electromagnético, pues se había apuntado con diversos telescopios a la supuesta zona de procedencia de dichas OG.

Esto hubiera significado el comienzo de la astronomía multimensajero y una revolución en Astrofísica. Algunos esperábamos que esto fuera confirmado ayer, pero no fue así.

Sin embargo, el anuncio fue interesante porque, por primera vez, los tres interferómetros consiguieron detectar OG procedentes de la fusión de dos agujeros negros. Esto ha permitido triangular por primera vez y delimitar la zona del cielo en donde se produjo el evento con gran precisión. Es, justamente, la zona verde del mapa del cielo de la figura de cabecera. Se trata de una zona diez veces más pequeña (60 grados cuadrados) que la que se podía obtener antes sólo con Ligo.

Se trata de la cuarta detección de OG y se produjo el pasado 14 de agosto, así que el evento ha sido denominado GW170814. La emisión se originó por la fusión de dos agujeros negros de 30,5 y 25,3 masas solares. Como resultando se generó un agujero negro de 53,2 masas solares y una emisión de ondas gravitacionales con una energía equivalente a 2,6 masas solares. Sí, más de dos veces y media la masa del Sol convertida en pura energía, en vibraciones del propio espacio. El hecho se produjo a 1800 millones de años luz de distancia a nosotros, por lo que se dio hace unos 1800 años (salvando correcciones por la expansión del Universo). El ser humano se enteró el pasado agosto.

La detección fue toda una sorpresa para el equipo de Virgo, pues esta se dio sólo a las dos semanas de empezar a funcionar este interferómetro desde su última actualización. Virgo comenzó a funcionar en 2003 como una colaboración europea que se unió a la Ligo norteamericana. Ha sufrido distintas actualizaciones desde entonces y esta es su primera detección de OG.

Como en este último caso se trata de dos agujeros negros, no se produjo una contrapartida electromagnética. Básicamente, estos pierden el disco de acreción mucho antes de la colisión, que sería los únicos que podría producir este tipo de emisión electromagnética. Si hubieran sido dos estrellas de neutrones sí se hubiera producido ese tipo de emisión también.

Ahora, con los tres interferómetros funcionando a la vez, se puede triangular y apuntar con los telescopios terrestes y espaciales a un “punto” del cielo en concreto en busca de contrapartidas. Por tanto, es de esperar que tarde o temprano se consigan ver. En este caso, al parecer sí se intentó ver esa contrapartida, pero al ser un evento de agujeros negros nada de eso fue observado.

Sin embargo, se obtuvieron datos interesantes sólo con la señal de OG. En este caso los ejes de giro de los agujeros negros tampoco estaban alineados, algo que no se esperaba antes de que Ligo empezara a funcionar y que parece que ser habitual en la Naturaleza a la vista de los resultados. Ya empezamos a tener una estadística

Además, la detección ha permitido demostrar la polarización de las OG. Encima, esta polarización es justamente la predicha por la Relatividad General, así que Einstein vuelve a tener razón. Algo concebido a partir de las excitaciones de las neuronas de un señor hace cien años ha sido, otra vez, confirmado.

Ahora mismo los tres interferómetros están en fase de actualización, por lo que no registran este tipo de eventos. Planean que vuelvan a funcionar en otoño de 2018. A partir de entonces se espera poder hacer este tipo de detecciones cada semana.

Esta vez no ha podido ser, pero es muy probable que dentro de un año, si la raza humana todavía no se ha autoaniquilado, sí veamos el fuego de la creación en la fusión de estrellas de neutrones, la génesis de los elementos más pesados, el estallido de rayos gamma como el grito de agonía de la muerte definitiva de dos estrellas después de un largo periplo. Quizás podamos entonces atisbar la estructura de esos increíbles objetos o entrever los secretos de la gravedad cuántica.

Será un paso más en la entrega al siguiente de la antorcha del conocimiento que ilumina la verdadera senda que nos saca de esta cueva oscura en la que estamos encerrados. Einstein no está aquí para ver cómo se detectan sus ondas. Nosotros no estaremos cuando se descubran cosas que ahora no podemos ni imaginar. Pero seguimos luchando por conocer más y por sentir lo que conocemos.

Ligo-Virgo es la prueba de lo que el ser humano es capaz de conseguir si colabora, si distintos países y gentes unen su esfuerzo e intelecto para ir más allá, adonde no ha llegado ninguno antes. No ha sido fácil, han sido décadas de trabajo e inversión cuando pocos creían en ello. Estos hombres, como los que persiguieron la realización de la misión Kepler durante años y muchos otros que me dejo en el tintero, han luchado para hacer del ser humano algo mejor. Han encontrado grandeza y dignidad en un mundo cada vez más lleno de mezquindades, ignorancia y egoísmos. Quizás nos ayuden a sobrevivir a nosotros mismos, aunque sólo sea por conseguir que mejoremos nuestra capacidad de soñar despiertos.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=5725

Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Mapa: Colaboración Ligo-Virgo.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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22 Comentarios

  1. Tomás:

    ¡Estupendo! Todos podemos congratularnos del éxito de nuestros científicos. Además, ahora -quizá antes- ya sabemos que estos eventos son frecuentes.
    Un año de espera para el pleno funcionamiento… demasiado para los que estamos ya en tiempo de descuento.
    Y el asombro ante la reflexión de la evidencia de que ver una estrella en el cielo es observar una emisión que sucedió hace cientos y aun miles de millones de años.
    Se siente una mezcla de alegría, esperanza en que quizá podamos ser mejores de lo que creemos, que suceden cosas realmente importantes para el ser humano, aunque convivan -¡qué terrible!- con guerras, muerte de inocentes, asesinatos, violaciones. Pero esperad… GOOL,
    ha sido GOOL.
    Así es la vida.

  2. Albert:

    ¿¿LIGO – LIBRA??
    ¿No te habrás confundido de “signo zodiacal”? :)
    La colaboración se llama LIGO – VIRGO
    Saludos.

  3. NeoFronteras:

    Pues metedura de pata, confusión de constelaciones. Definitivamente, no se puede escribir tan tarde después de un día de trabajo.

  4. Paco Ruiz:

    Hola. Una curiosidad.
    En estos eventos que son tan rápidos, y creo que también en las famosas ráfagas de ondas de radio, si se da aviso a otros telescopios para apuntar, ¿cómo hacen estos para llegar “a tiempo” antes de que haya terminado el fenómeno?

  5. Tomás:

    O sea que Virgo no se ha Librado.
    Parece que solo con nuestro sentimiento de gratitud podemos agradecerte -no valga, sino perdón por la redundancia- esta extraordinaria labor que realizas.
    Un fuerte abrazo de todo corazón.

  6. Dr. Thriller:

    Eso no es un error, es una errata. Los libros con erratas se pagan a precio de oro. Los psicólogos y sociólogos qué vagos son, todas estas cosas son importantes y no saben por dónde meterles mano.

    Parte del valor se le supone por su carácter de único (las erratas de la Princeps del Quijote muy únicas no son, miles de copias), recuerdo hace tiempo que estaba de visita en el museo de la FNMT de Madrid, mirando la sección billetes (si la gente supiera la cantidad de dólares USA que se imprimían en EEUU en el XIX -y XX-, casi cualquiera podía hacerlo, y los billetes se negociaban por menos de su valor facial, eso si es que los querían aceptar), y dos probas funcionarias estaban hablando que a un ciudadano le había escupido un cajero automático un billete de curso legal con una “errata” -no recuerdo cuál-, todo en plan cuchicheo pero como no había nadie más a aquellas horas tempranas de la morning in the morning… pues eso, que a X le iba a caer un puro y al probo ciudadano le estaban ofreciendo un pastón desproporcionado por el billete errático.

    Valor por la singularidad, o valor por la contingencia. ¿Es lo mismo?

    Pues cada uno de estos eventos es una “errata”, único en sí mismo. Digo esas cosas que se detectan, y que está por ver aún qué son.

  7. NeoFronteras:

    Paco Ruiz:
    El fenómeno de emisión de OG en el caso de estrellas de neutrones es más largo. Además, la contrapartida puede durar más tiempo.

  8. lluís:

    Y si los ejes de giro de los agujeros negros están alineados ¿no se producen entonces ondas gravitacionales?. Lo que yo tengo entendido es que ninguna aceleración que sea esférica o cilindricamente simétrica producirá ondas gravitacionales. Por ejemplo una estrella que va a supernova no producirá ondas gravitacionales si su masa es eyectada con simetría esférica.

  9. Tomás:

    Pues no sé, Lluís, pero yo pienso que esa supernova habrá de producir una especie de compresión a su alrededor que habrá de transmitirse. Lo que pasa es que será insignificante -creo- al lado de la fusión de dos AN.

  10. bpico:

    Si 2 estrellas de neutrones colisionan y se fusionan como en este caso, el resultado es otra estrella de neutrones (EN) o un agujero negro?

  11. Albert:

    Lluis, toda masa acelerada genera ondas gravitacionales, TODA. Lo que sucede es que la potencia emitida es muy débil a no ser que la masa y/o la aceleración o ambas sean enormes, por eso LIGO solo ha sido capaz de detectar las generadas por parejas de agujeros negros de decenas de masas solares a aceleraciones centrípetas enormes cuando se acercan en espiral para fusionarse.
    Por ejemplo, la Tierra en su movimiento alrededor del Sol sufre la aceleración centrípeta que la mantiene en su órbita, pero a pesar de la gran masa de la Tierra, solo emite unos miserables 200 W en forma de ondas gravitacionales. El mayor planeta, Júpiter emite 5.200 W.
    Esta pérdida de energía hace que la distancia Sol-planeta vaya disminuyendo, pero el ritmo de disminución es irrisorio.
    Saludos.

  12. Albert:

    bpico, según lo que yo sé, la fusión de 2 estrellas de neutrones formará un agujero negro. Cada estrella de neutrones tiene como mínimo 1.44 masas solares, (límite de Chandrasekhar), por lo tanto su unión tendrá una masa mínima de 2.9 masas solares. Por lo que he leído, se cree que a partir de aproximadamente 2.5 masas solares ya no puede haber estrellas de neutrones y cualquier objeto compacto de esa masa o superior será inevitablemente un agujero negro.
    Saludos.

  13. JavierL:

    Entonces un agujero negro no tiene porque ser algo exótico, podría ser una estrella de neutrones lo suficientemente grande. Para que la luz no salga.

  14. Miguel Ángel:

    Pues muchas gracias por las aclaraciones, amigo Albert. Un cordial saludo.

  15. Tomás:

    Me sumo al agradecimiento de Miguel Ángel. A ver si te prodigas más, querido amigo Albert.

  16. Tomás:

    No estoy nada seguro, buen amigo JavierL, pero creo que las estrellas de quarks son más densas que las de neutrones y la materia interior de los AN, todavía más. O sea que lo que allí dentro hay es una incógnita. Ha de ser materia superdegenerada hasta el límite, aunque no me extrañaría que hubiese algo así como algún núcleo pesadísimo, y coronas esféricas cada vez menos densas en las que podrían caber neutrones -las mismas estrellas de neutrones tienen capas de distinta densidad y -supongo en mi desconocimiento básico- características. O sea, como pasa en todos los grandes cuerpos espaciales: satélites, planetas, estrellas, etc.: cuanto más central la materia, más densa.
    Y es mi opinión que los neutrones en la EN están unidos por la sola gravedad, una vez se han perdido las fuerzas debidas a la fusión del hidrógeno que mantenían el tamaño de la estrella originaria -pasando por la enana blanca previa-. Bueno, prefiero dejar esto en manos más doctas.
    Abrazos.

  17. lluís:

    Albert, en principio estaría de acuerdo contigo, pero si dije lo que dije en mi comentario es por esto, echa un vistazo.

    http://www.ligo.org/science/GW-Sources.php

  18. lluís:

    Albert,puedes ir directamente al apartado ” Sources”, en el enlace que te mandé en el anterior comentario. Lo digo por si no tienes mucho tiempo, pero todo es interesante.

    Saludos.

  19. JavierL:

    Amigo tomas, pero aun no se han visto estrellas de quarks,.. quizás sea solo posible en el núcleo de una estrella de neutrones…

    A propósito estaba leyendo en Wikipedia esto:

    “Una estrella de neutrones típica tiene una masa entre 1,35 y 2,1 masas solares, con un radio correspondiente aproximado de 12 km…
    ​Las estrellas de neutrones tienen densidades totales de 3,7×10^17 a 5,9×10^17 kg/m3…
    lo que se compara con la densidad aproximada de un núcleo atómico de 3×10^17 kg/m3…
    La densidad de una estrella de neutrones varía desde menos de 1×10^9 kg/m3 en la corteza, aumentando con la profundidad a más de 6×10^17 u 8×10^17 kg/m3 aún más adentro (más denso que un núcleo atómico)”

    Pues nada, me puse a calcular el tamaňo de una extrella de neutrones para que la velocidad de escape sea igual a la de la luz tomando una densidad promedio de 4×10^17. Y me arroja que una estrella de neutrones de 20 km de radio, y 6,8 masas solares es ya un agujero negro… No parece muy descabellado.

    Pero me queda la pregunta, ¿se habrán visto estrellas de neutrones entre 2,1 y 6,8 masas solares?

  20. Tomás:

    Amigo JavierL:
    Yo creo que no, que las EN se dan en el tramo de 1,35 y 2,1 masas solares. Con menos son enanas blancas, y con más parece ser derivan hacia estrellas de quarks. Mírate https://.es.wikipedia,org/wiki/Estrella_de_neutrones.
    Un abrazo.

  21. JavierL:

    En efecto amigo tomas, parece que ese límite superior sería el Límite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff – al parecer la estrella e neutrones evita el colapso debido presión generada por la parte repulsiva de la interacción nuclear fuerte entre los neutrones y por la presión de degeneración en los mismos. Y eso permite calcular su límite teórico en 3 masas solares.

    https://es.m.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADmite_de_Tolman-Oppenheimer-Volkoff

    Por masas mayores a eso se colapsaria en un agujero negro… No hablaría de estrellas de quarks hasta que se observen… Le veo más probable que sea un estado interior a las mismas estrellas de neutrones. O como un estado dentro de los mismos agujeros negros.

    Aunque investigando más las estrellas quarks se habla e densidades de ~ 10^18 kg/m3… Y haciendo la mismos cálculos ya una estrella quarks de 12 km de radio y de 3,5 masas solares sería un agujero negro.

    Casualmente también busque el agujero negro más pequeño y conseguí uno de “una masa solamente de 3,8 veces mayor al tamaño de nuestro Sol y con un diámetro de poco más de 24 kilómetros (radio de 12)”,
    https://www.lavozdegalicia.es/noticia/sociedad/2008/04/03/descubierto-agujero-negro-pequeno-detectado/00031207220304590892122.htm

    Así que podríamos cambiar mi comentario 13 por una hipótesis de que los agujeros negros más pequeños están formados por una extrella de quarks

    Y obviamente no puedo ni imaginar la densidad en un núcleo de un agujero supermasivo ni el estado de la materia allí.

  22. Dr. Thriller:

    Sigue habiendo gente negando la mayor de los AN, para mi regocijo:

    https://doi.org/10.1088/1361-6382/aa6962

    “Casi” un AN, pero no un AN.

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