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Científicos encontraron nuevas evidencias de que los agujeros negros supermasivos pueden ser responsables de la generación de ondas gravitacionales
Hace diez años, un descubrimiento cambió la física. Usando detectores en Washington y Luisiana, los científicos identificaron, por primera vez, ondas gravitacionales – pequeñas ondulaciones en el espacio-tiempo.
La confirmación de la teoría de Albert Einstein le valió el Premio Nobel de Física de 2017 y abrió una nueva ventana para el estudio del cosmos.
Ahora, una nueva detección promueve aún más avance en este campo. Los científicos identificaron un zumbido de fondo generado por un tipo diferente de onda gravitacional, posiblemente producido por agujeros negros supermasivos.
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El descubrimiento plantea preguntas intrigantes y puede conducir a un entendimiento más profundo de la estructura del universo.
¿Qué son las ondas gravitacionales?
Las ondas gravitacionales surgen siempre que un objeto masivo acelera. En el caso de la primera detección, en 2015, fueron producidas por dos agujeros negros dentro de nuestra galaxia, que colisionaron después de orbitar uno alrededor del otro.
La preocupación fue captada por el LIGO (Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferómetro Laser), que tiene brazos de 4 km y detectó pequeñas variaciones menores que el ancho de un átomo.
Esta vez, la señal captada es diferente. En lugar de ondas gravitacionales de alta frecuencia, que duran solo unos segundos, los astrónomos detectan ondas de baja frecuencia, con longitudes de onda que pueden extenderse por años-luz.
Parecen venir de todas las direcciones del cielo y son producidas por agujeros negros supermasivos que orbitan entre sí durante millones de años antes de fusionarse.
¿Cómo se realizó la nueva detección?
Para identificar este zumbido cósmico, los científicos desarrollaron radiotelescopios conocidos como «conjuntos de temporización de pulsares».
Los pulsares son estrellas de neutrones extremadamente densas y giratorias, que emiten señales de radio muy precisas.
A medida que una onda gravitacional de baja frecuencia pasa, esas señales sufren pequeñas alteraciones. Los investigadores analizan estos cambios para inferir la presencia de las ondas gravitacionales.
Los datos más recientes fueron obtenidos por el radiotelescopio MeerKAT, en Sudáfrica. Con solo cuatro años y medio de observación, el MeerKAT logró resultados similares a los estudios anteriores, que necesitaron más de 15 años de recopilación de datos.
El descubrimiento fue publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Matthew Miles, astrofísico de la Universidad de Tecnología de Swinburne, en Australia, explica que las ondas gravitacionales de baja frecuencia estiran o contraen el universo en alrededor de 20 metros.
Esto significa que los pulsares, situados a miles de años-luz, funcionan como un detector natural, mucho más grande que cualquier equipo construido por la humanidad.
Misterios aún sin respuesta
Los nuevos datos traen algunos enigmas. Uno de ellos es que el zumbido de fondo parece más intenso de lo esperado. Esto puede significar que hay más agujeros negros supermasivos en el universo de lo que se piensa, o que estos objetos son aún más grandes que los modelos anteriores.
Otro misterio es el aumento gradual de la intensidad del zumbido. Una hipótesis es que alguna fuente de ondas gravitacionales esté relativamente cerca de nuestro sistema solar, afectando los datos.
Además, la intensidad de las ondas gravitacionales parece mayor en el cielo del Hemisferio Sur que en el Hemisferio Norte, algo que los científicos llaman «punto caliente».
Una posibilidad es que un par de agujeros negros supermasivos en cuestión esté más cerca que los otros, influyendo en los datos. Sin embargo, aún no hay certeza de si esta asimetría es real o solo un error estadístico.
El futuro de la astronomía de ondas gravitacionales
La expectativa es que nuevos telescopios y tecnologías ayuden a esclarecer estas cuestiones. El Square Kilometer Array (SKA), un gran conjunto de radiotelescopios en Sudáfrica y Australia, comenzará a operar en 2027 y promete mejorar significativamente la precisión de las direcciones.
Los científicos creen que, en la próxima década, será posible detectar directamente pares de individuos de agujeros negros supermasivos, en lugar de solo un zumbido difuso en el fondo del universo. Esto permitirá estudiar mejor el origen y la evolución de estas estructuras cósmicas.
La astrofísica Floor Broekgaarden, de la Universidad de California, compara este descubrimiento con escuchar diferentes tipos de sonidos en una plaza concurrida.
Si las primeras ondas gravitacionales detectadas en 2015 eran como las voces más agudas de un coro, ahora los científicos están comenzando a escuchar los instrumentos graves.
La existencia de agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias ya era conocida. El de la Vía Láctea, llamado Sagitario A*, fue detectado en la década de 1970 por sus emisiones de radio y fotografiado en 2022 por el Event Horizon Telescope.
Ahora, los astrónomos quieren entender cómo se forman y interactúan estos gigantes a lo largo del tiempo.
Con información de Smithsonianmag.
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