Las ondas gravitacionales procedentes de la colisión entre un agujero negro y una estrella de neutrones permitiría tener un método independiente más para calcular la constante de Hubble.
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La constante de Hubble nos dice a qué velocidad se está expandiendo el Universo. Cuanto más lejos está una galaxia de nosotros a mayor velocidad aparente se aleja de nosotros. Simplemente, a más espacio entre medias, mayor es la expansión.
La medida de esta constante nunca fue fácil. Pero en los últimos años se ha aumentado mucho la precisión. Este mismo año, datos del telescopio Hubble y y de Gaia sobre cefeidas variables arrojan un valor de 73,52±1,62 (km/s)/Mpc. Sin embargo, las medidas del fondo cósmico de radiación realizadas por WMAP durante 5 años (de 2002 a 2009) arrojan una cifra de 71,9±2,7 (km/s)/Mpc. Otros tipos de medidas con otros instrumentos también arrojan pequeñas diferencias, pero esta es la mayor discrepancia. Una discrepancia que ha puesto nerviosos a los astrofísicos. Es lo que se llama la «tensión».
Ahora Salvatore Vitale (Harvard University) y sus colaboradores proponen una medida independiente de estas dos: la astronomía multimensajero de la colisión entre una agujero negro y una estrella de neutrones.
Se cree que debe haber sistemas binarios en los que uno de los objetos sea una estrella de neutrones y la otra una agujero negro. Este tipo de sistemas, al igual que los de dos agujeros negros o dos estrellas de neutrones, tienen que ir perdiendo energía hasta que colisionen.
Como todos sabemos ya, LIGO y Virgo han conseguido detectar ondas gravitacionales de la colisión entre agujeros negros y entre estrellas de neutrones. De momento no lo han hecho para el caso de un agujero negro y una estrella de neutrones, entre otras cosas porque llevan meses de obras para nuevas actualizaciones.
Se supone que la colisión entre agujero negro y estrella de neutrones tiene que darse, pero no deben ser eventos abundantes. Si no se da cerca, la señal de ondas gravitacionales es difícil de extraer del ruido de fondo, sobre todo si no se cuenta con un buen modelo. Al fin y al cabo este tipo de sistema es bastante complicado al ser asimétrico. Pero es de esperar que algún día se registre algo así.
Si se produce un evento de este tipo se podrá apuntar a la zona del cielo en donde se dé y medir las ondas electromagnéticas, como la luz, emitidas en la colisión. Su espectro nos diría la velocidad a la que alejan de nosotros debido a la expansión. Por otro lado, las ondas ondas gravitacionales nos darían una medida independiente y directa de la distancia a la que se encuentra el fenómeno. De estos dos datos se puede deducir la constante de Hubble, que, además, sería una medida independiente de las ya conocidas.
El año pasado calcularon así la constante de Hubble a raíz del registro multimensajero de la colisión de dos estrellas de neutrones, pero con un error del 14%.
Este error, según Viatle, se debe que la dinámica de dos estrellas de neutrones en colisión es complicada y hay emisión de ondas gravitacionales antes de la misma. Sin embargo, la colisión entre una estrella de neutrones y un agujero negro daría una señal de ondas gravitacionales más limpia que permitiría calcular mejor la distancia.
Vitale y sus colaboradores llegan a la conclusión en su último artículo que la astronomía multimensajero del evento de colisión entre estrellas de neutrones y agujeros negros puede dar una mejor medida de la constate de Hubble, pese a que estos eventos sean escasos, incluso cuando se de un caso de estos cada 50 de colisión entre estrellas de neutrones. Por encima debajo de esta frecuencia la medida de la constante de Hubble sería peor que con los métodos tradicionales.
LIGO, una vez mejorado, empezará a tomar datos de nuevo en enero de 2019. Todo un conjunto de descubrimientos nos aguardan.
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Fuentes y referencias:
Artículo original. [2]
Ilustración: Dana Berry/NASA.