LIGO vuelve a detectar ondas gravitacionales

El agujero negro surgido tras la colisión tiene una masa equivalente a 49 veces la del Sol, lo cual lo sitúa justo entre las masas de los dos agujeros negros detectados previamente por LIGO, de 62 y 21 masas solares, respectivamente.

"Tenemos una nueva confirmación de la existencia de agujeros negros estelares con más de 20 masas solares -afirma David Shoemaker, portavoz de la colaboración LIGO, en la que trabajan más de 1.000 científicos-. Se trata de objetos cuya existencia desconocíamos hasta que LIGO los detectó. Resulta notable que los humanos podamos armar una historia, y probarla, sobre acontecimientos tan extraños y extremos, que tuvieron lugar hace miles de millones de años y a miles de millones de años luz de nosotros. La totalidad de los investigadores de las colaboraciones LIGO y la europea Virgo trabajan para juntar todas estas piezas".

La nueva detección ocurrió durante la actual fase de observación de LIGO, que empezó el 30 de noviembre de 2016 y que se prolongará hasta el verano. LIGO es una colaboración científica con miembros repartidos por todo el mundo. Las observaciones se llevan a cabo por medio de dos detectores separados por más de 3.000 km . Uno de ellos está en Hanford, Washington, y el otro en Livinstong, Louisiana.

Como se recordará, LIGO llevó a cabo su primera e histórica detección en septiembre de 2015. La segunda llegó apenas un mes después, en diciembre del mismo año. La tercera, llamada GW170104 , se hizo el pasado 4 de enero, y todos los detalles se publicarán próximamente en Physical Review Letters .

En los tres casos, cada uno de los dos detectores de LIGO captó, por separado, ondas gravitacionales procedentes de las tremendamente energéticas fusiones de tres parejas de agujeros negros. Cada una de estas colisiones puede producir más energía que la luz de todas las estrellas y galaxias del Universo en un momento dado. La última detección, además, es la más lejana de las tres realizadas hasta ahora. De hecho, se encuentra a cerca de 3.000 millones de años luz de distancia, frente a los 1.300 y los 1.400 millones de años luz de las dos detecciones anteriores.

La nueva observación también proporciona pistas sobre las direcciones en las que los agujeros negros giran. A medida que los dos agujeros negros se "enroscan" en espiral el uno alrededor del otro, giran también sobre sus propios ejes, igual que harían un par de patinadores sobre hielo girando individualmente, al mismo tiempo que también evolucionan el uno alrededor del otro.

En ocasiones, ambos movimientos se producen en el mismo sentido, algo que los astrónomos conocen como "alineación de espín", y en otras lo hacen en sentidos contrarios. Y lo que es más, los agujeros negros también pueden inclinarse al contrario del plano orbital. Esencialmente, son capaces de girar en cualquier dirección.

Los nuevos datos de LIGO no son suficientes para determinar si estos dos últimos agujeros negros estaban o no inclinados, pero implican que al menos uno de ellos podría haber estado desalineado con respecto al movimiento orbital. Se necesitarán más observaciones antes de poder decir algo definitivo sobre los espin de los agujeros negros binarios, pero estos datos ofrecen ya pistas importantes sobre la forma en que se forman estas extrañas parejas.

"Se trata de la primera vez que tenemos evidencias de que los agujeros negros pueden no estar alineados -afirma Bangalore Sathyaprakash, de las Universidades Penn State y Cardiff y uno de los autores del artículo-. Lo cual nos sugiere tímidamente que los agujeros negros binarios podrían formarse en los densos cúmulos estelares".

Existen dos modelos principales para explicar cómo puede formarse una de estas oscuras parejas. El primero de ellos propone que los dos agujeros negros nacieron al mismo tiempo, formándose cuando cada una de las dos estrellas de una pareja de estrellas explotó . Dado que las estrellas originales giraban en el mismo sentido, los agujeros negros resultantes siguen haciendo lo propio.

En el segundo modelo, sin embargo, los agujeros negros se emparejarían mucho después de formarse, en el interior de los abarrotados cúmulos estelares. De hecho, lo harían solo después de zambullirse en el centro del cúmulo estelar. En este escenario, los agujeros negros pueden rotar en cualquier dirección, alineándose o no con su movimiento orbital. Y dado que LIGO ha encontrado algunas evidencias de que los agujeros neros de GW170104 no estaban alineados, sus datos parecen apoyar la hipótesis del denso cúmulo estelar.

"Apenas estamos empezando a hacer estadísticas reales con sistemas binarios de agujeros negros -explica Keita Kawabe, del Caltech, también editora del artículo-. Y eso es interesante porque unos modelos de formación binaria de agujeros negros se ven ahora algo favorecidos sobre los otros y, en el futuro, podremos estrechar aún más el círculo".

Próximamente, los detectores norteamericanos y europeos empezarán a estudiar también otros tipos de eventos capaces de generar ondas gravitacionales , como por ejemplo las violentas colisiones entre dos estrellas de neutrones.

Tres figuras clave del LIGO: los profesores del Instituto de Tecnología de California (Caltech) Kip Thorne y Barry Barish, y el investigador del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), Rainer Weiss pueden ser nombrados premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica por su descubrimiento de las ondas gravitacionales .