Desde que se anunció la primera detección directa de ondas en el espacio-tiempo conocidas como ondas gravitacionales en 2016, los astrónomos han estado escuchando regularmente el sonido de los agujeros negros en todo el universo. Proyectos como el Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser (mejor conocido como LIGO) han detectado casi 100 colisiones entre agujeros negros (y, a veces, estrellas de neutrones), que sacuden el tejido del cosmos y envían ondas invisibles a través del espacio.
Pero una nueva investigación muestra que LIGO pronto puede sentir otro tipo de sacudida en el espacio: capullos de gas furioso emitidos por estrellas moribundas. Investigadores de la Universidad Northwestern han utilizado simulaciones por computadora de última generación de estrellas masivas para mostrar cómo estos capullos pueden producir ondas gravitacionales «imposibles de ignorar», según una investigación presentada esta semana en la 242ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana. Estudiar estas ondas en la vida real podría proporcionar información valiosa sobre las muertes violentas de las estrellas gigantes.
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Cuando las estrellas masivas se quedan sin combustible, colapsan agujeros negros, emitiendo simultáneamente enormes chorros de partículas en movimiento ultrarrápido. El equipo de astrónomos simuló estas etapas finales en la vida de una estrella, pensando que los chorros podrían generar ondas gravitacionales, pero algo más tomó el centro del escenario.
«Cuando calculé las ondas gravitacionales de la vecindad del agujero negro, encontré otra fuente que estaba interrumpiendo mis cálculos: el capullo», dijo el investigador principal. Horas de Gottliebun astrónomo del Centro de Exploración Interdisciplinaria e Investigación Astrofísica de Northwestern, dijo en un declaración. El capullo es una masa turbulenta de gas, formada cuando las capas exteriores de la estrella que colapsa interactúan con los chorros de alta potencia liberados desde el interior. Para producir ondas gravitacionales, necesitas algo masivo que se mueva asimétricamente, como el material turbio en el capullo.
«Un chorro despega en el interior de una estrella y luego sale disparado», dijo Gottlieb. «Es como cuando perforas un agujero en una pared. La broca giratoria golpea la pared y los escombros salen disparados de la pared. La broca energiza ese material. Del mismo modo, el chorro golpea la estrella, lo que hace que el material se caliente del estrella y salir. Estos desechos forman las capas cálidas de un capullo.
Según los cálculos de Gottlieb, LIGO debería detectar fácilmente las ondas creadas por el capullo durante su próxima serie de observaciones. Además, los capullos emiten luz, por lo que los astrónomos pueden obtener información sobre ellos con ondas gravitacionales y telescopios al mismo tiempo, una hazaña emocionante conocida como astronomía de múltiples mensajes.
Si LIGO ve un capullo en un futuro cercano, seguramente será una nueva mirada interesante dentro de las estrellas y al final de sus vidas. También podría ser la primera vez que LIGO ha podido detectar ondas gravitacionales de un solo objeto, en lugar de interacciones entre dos objetos binarios que se orbitan entre sí.
«Hasta la fecha, LIGO solo ha detectado ondas gravitacionales de sistemas binarios, pero algún día detectará la primera fuente no binaria de ondas gravitacionales», dijo Gottlieb. «Los capullos son uno de los primeros lugares en los que debemos buscar este tipo de fuente».
La investigación del equipo aún no se ha publicado en una revista revisada por pares.
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