Cosmos

¿Un agujero negro que devora a una estrella de neutrones?

Gerardo Herrera Corral 06 / May / 19
El mismo laboratorio que corroboró las ondas gravitacionales en el 2016 podría aportar próximamente evidencia de esta catástrofe cósmica

El experimento LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) en Estados Unidos no ha dejado de dar nota desde que anunció el descubrimiento de ondas gravitacionales en 2016. El primero de sus hallazgos fue motivo para que se otorgara el premio Nobel de Física en 2017 a quienes fundaron la colaboración e impulsaron de diferentes maneras la detección directa de estas variaciones del espacio y del tiempo.

Ahora LIGO anuncia  —junto con la colaboración VIRGO en Italia— la posible observación de un evento singular: un agujero negro que engulle a una estrella de neutrones.

Si se confirma, será la primera ocasión en que esta catástrofe estelar en la que una estrella de neutrones desapareció en el campo gravitacional de un agujero negro es advertida con nuestros instrumentos.

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El laboratorio en Livingston, Estados Unidos, donde se llevó a cabo el experimento LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). En 2016 aquí se corroboró la existencia de las ondas gravitacionales Foto: Laboratorio LIGO

Una gran promesa

Los experimentos han dicho que hay un 13 por ciento de probabilidad de que esto sea así y, aunque parece ser una probabilidad pequeña, la promesa es grande porque seguramente veremos más fenómenos como éste en el futuro próximo.

Por ahora sabemos que la peculiar colisión debió haber ocurrido a una distancia de 1.2 mil millones de años luz. En eventos así, se busca la participación de los astrónomos que escudriñan el firmamento en busca de señales simultáneas que permitan hacer mediciones importantes.

Para los telescopios comunes el agujero negro no produce ningún indicador perceptible, pero la estrella de neutrones sí. Ésta genera radiación detectable con la que se puede confirmar lo que LIGO parece haber visto con ondas gravitacionales.

Los eventos que los detectores de ondas gravitacionales habían reportado hasta ahora son casi todos del tipo en que un agujero negro se fusiona con otro para formar uno mayor, mientras emite energía en la forma de oscilaciones del espacio y del tiempo.

Solo se había visto la unión de dos estrellas de neutrones y eso generó esperanzas de poder contar con más eventos que, al ser vistos con más aparatos, permitan medir la constante de Hubble. ¿Por qué esta medición es importante?

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En la imagen representación de ondas gravitacionales | Ilustración: R. Hurt / Caltech-JPL

Una tercera opinión

La constante de Hubble nos da la tasa de expansión del Universo. Nos dice que tan rápido se alejan las galaxias de nosotros. Tenemos varias mediciones del valor de esta constante, pero a medida que se ha venido ganando en precisión se ha empezado a notar que los valores no convergen.

De entre las muchas mediciones ahora surge no uno sino dos valores de la constante Hubble y, poco a poco, la ambigüedad se va convirtiendo en lo que podría llegar a ser una crisis.

La constante de Hubble se estima de muchas maneras, pero aquellas en la que se ocupa la distancia a los objetos, para luego ver que tan rápido se alejan de nosotros, dan un valor de 74 kilómetros por segundo para objetos que están a 3.2 millones de años luz de nuestro planeta.

Sin embargo, cuando se usan modelos cosmológicos para describir la radiación cósmica de fondo, entonces el valor de la constante de Hubble es de 67 kilómetros por segundo para objetos a la misma distancia.
 

La constante de Hubble nos da la tasa de expansión del Universo, esta nos dice que tan rápido se alejan las galaxias de nosotros. La constante se estima de muchas maneras
Ilustración: Especial

Los dos valores son incompatibles y la diferencia empieza a causar estragos, inquietud y sospechas de que algo esta mal. En estas circunstancias, la observación de ondas gravitacionales en eventos que pueden ser visibles con otras técnicas es de gran interés. Ofrece una manera distinta de medir la constante.

Tener una tercera opinión ayudará a entender lo que está pasando. El entusiasmo de los físicos por el avistamiento de un evento en el que agujero negro engulle a una estrella de neutrones reside en eso, en la importante, sutil y profunda alternativa de esta nueva manera de ver al universo.

Autor: Gerardo Herrera Corral
Es profesor titular del Departamento de Física del Centro de Investigación y De Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV). Es líder del trabajo de los científicos mexicanos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN). Es autor de los libros "El Universo, la historia más grande jamás contada" y "El azaroso arte del engaño", entre otros.