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Agujeros negros gemelos lanzan ondas gravitacionales

Los astrónomos podrían estar a punto de detectar ondas gravitacionales, después de cuatro décadas de intentos, según un equipo de astrofísicos de Polonia

Si esto es correcto, se abriría una nueva ventana al cosmos, permitiendo a los astrónomos ver el universo con nuevos ojos.

Las ondas gravitatorias son como ondulaciones
en el tejido del espacio-tiempo

A diferencia de las ondas de luz que viajan por el espacio, las ondas gravitacionales son ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo. Las fuentes de estas ondas, que fueron predichas por la teoría de Einstein de la Relatividad General, son sistemas binarios de objetos compactos, como las estrellas de neutrones y los agujeros negros. Cuando uno de los dos gira en espiral hacia el otro, las ondas gravitacionales se propagan hacia el espacio.

Los programas de búsqueda de ondas gravitacionales, como el Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), se han concentrado en sistemas binarios de dos estrellas de neutrones, ya que se pensaba que eran más numerosos, a pesar de ser fuentes más débiles que los más raros sistemas de doble agujero negro.

Decisión equivocada

Sin embargo, un equipo de investigadores dirigido por Chris Belczynski, del Laboratorio Nacional Los Alamos, informa que estos proyectos han tomado la opción equivocada, y dice que los sistemas de doble agujero negro pueden ser mucho más comunes de lo que se pensaba antes. Esto se debe a la metalicidad de las estrellas, que es la parte de elementos más pesados que el helio en la composición del cuerpo. Cuanto menor sea la metalicidad, menos masa se pierde en la parte final de la vida de la estrella y, por lo tanto, el agujero negro que se forman es más propenso a sobrevivir para convertirse en un agujero negro binario.

Hasta ahora, los modelos han asumido que la mayoría de las estrellas tenían una metalicidad similar a la del Sol. Pero a partir del análisis datos del Sloan Digital Sky Survey, Belczynski y su equipo encontraron que esto sólo es cierto para el 50 % de las estrellas, mientras que el resto tiene una metalicidad sensiblemente inferior, el 20 % de la solar.

El hallazgo es particularmente importante dada la sensibilidad de la formación de agujeros negros binarios a los cambios en la metalicidad. «Si usted reduce la metalicidad en un factor de diez la cantidad de agujeros negros binarios crece un centenar o unos cientos de veces», dice Tomasz, del Centro Astronómico Nicolás Copérnico en Varsovia.

Actualizaciones inminentes

La generación actual de experimentos que están buscando ondas gravitatorias, como LIGO y el detector de compañeros VIRGO, no dan por poco la sensibilidad que predice el equipo de Belczynski como obligatoria. Sin embargo, son inminentes actualizaciones de diez veces para ambos. «Las mejoras significan que estamos buscando alcanzar niveles de sensibilidad en las que este trabajo inidca que se garantiza ver algo», explica Stuart Reid, investigador de ondas gravitatorias en la Universidad de Glasgow, que no está involucrado en esta investigación.

Actualizaciones intermedias a VIRGO podrían estar listas este otoño, llevando al instrumento al borde de la gama de sensibilidas que predice Belczynski. Ambos detectores estarán plenamente actualizados para el año 2015. Si encuentran las ondas gravitacionales, esto abriría nuevas posibilidades para sondear el cosmos, permitiendo que los astrónomos se conviertan en en cartógrafos estelares.

«Cuando una estrella de neutrones cae en esprial en un agujero negro, se emiten ondas gravitatorias, cartografiando la curvatura espacio-tiempo que forma el agujero negro. La medición de estas ondas nos cuenta cómo afecta el agujero negro a los objetos a su alrededor», dice Reid. La astronomía de ondas gravitatorias también tiene ventajas con respecto a la radiación electromagnética. «Es difícil cuantificar cuánto es afectada la luz a medida que viaja hacia usted. La interacción de las ondas gravitacionales con la materia es muy débil, por lo que no sufren la misma distorsión», agregó.

La investigación se publica en arxiv.org .

Fuente: Physics World. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Estrellas solitarias nacen en un puente entre galaxias

La mayoría de las estrellas son gregarias, agrupadas por miles de millones en las galaxias como la Vía Láctea. Ahora hay más evidencias de que las estrellas también pueden formarse en el espacio intergaláctico

Vanessa McBride, de la Universidad de Southampton en el Reino Unido, y sus colegas, examinaron los rayos X que llegan desde el espacio entre dos galaxias cercanas, las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña. El espectro de energía y las fluctuaciones periódicas de los rayos X registrados por el satélite INTEGRAL indican que provienen de jóvenes sistemas estelares binarios en los que una estrella de neutrones esrá robándose la materia de su compañera masiva.

Ya se conocía un sistema así en una corriente de gas llamada Puente de Magallanes entre las dos galaxias. McBride identificó dos sistemas más y encontró señales tentativas de otros tres ( Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , vol 403, p 709 ). Es probable que este gas haya sido despojado de la Pequeña Nube de Magallanes por la gravedad de su vecina más grande, suministrando el combustible para la formación de estrellas.

El Puente de Magallanes es ideal para el estudio en detalle de estas interacciones violentas porque está cerca, dice Nicolás Lehner, de la Universidad de Notre Dame, en Indiana.

Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Cenizas a las cenizas, polvo al polvo: telescopios espaciales nos muestran restos de una estrella colapsada

Una nueva imagen de los telescopios espaciales Chandra y Spitzerde la NASA muestra los polvorientos restos de una estrella colapsada. El polvo vuela avanzando y envuelve a una familia cercana de las estrellas

«Los científicos creen que las estrellas en la imagen son parte de un cúmulo estelar en el que explotó una supernova», dijo Tea Temim del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica en Cambridge, Massachusetts, quien dirigió el estudio. «El material eyectado por la explosión está pasando sobre estas estrellas a altas velocidades.»

La imagen compuesta de G54.1 0.3 está en línea aquí . Muestra los datos del observatorio Chandra de rayos X en azul, y los datos del Telescopio Espacial Spitzer en verde (longitud de onda más corta) y rojo-amarillo (más larga). La fuente blanca cerca del centro de la imagen es una densa estrella de neutrones que gira rápidamente, o púlsar, lo que quedó después del colapso de un núcleo estelar por la explosión de una supernova. El púlsar genera un viento de partículas de alta energía —que se ve en los datos de Chandra— que se expande sobre el ambiente circundante, iluminando el material eyectado por la explosión de la supernova.

La envoltura en infrarrojo que rodea el viento del púlsar está formada por gas y polvo que se condensaron de los restos de la supernova. A medida que el polvo frío se extiende hacia los alrededores, se calienta y se ilumina con las estrellas del cúmulo, de manera que se puede observar en el infrarrojo. El polvo más cercano a las estrellas es el más caliente y se ve en brillante color amarillo en la imagen. Parte del polvo también es calentado por el viento en expansión del púlsar cuando éste alcanza el material en la envoltura.

El entorno único en el que explotó esta supernova hace posible que los astrónomos observen el polvo condensado de la supernova, que generalmente es demasiado frío para emitir en el infrarrojo. Sin la presencia del cúmulo estelar, no sería posible observar este polvo hasta que éste recibe energía y se calienta por la onda de choque de la supernova. Sin embargo, la acción misma del calentamiento por impacto destruiría muchas de las partículas más pequeñas de polvo. En G54.1 0.3, los astrónomos están observando el polvo prístino antes de esa destrucción.

G54.1 0.3 proporciona una emocionante oportunidad para los astrónomos para estudiar el polvo de supernova recién formado antes de que sea alterado y destruido por los impactos. La naturaleza y la cantidad de polvo que se produce en las explosiones de supernova es un misterio de larga data, y G54.1 0.3 proporciona una pieza importante del rompecabezas.

Las observaciones del Spitzer se hicieron antes de que el telescopio se quedara sin su líquido refrigerante en mayo de 2009 y comenzara su parte «cálida» de la misión. El Jet Propulsion Laboratory en Pasadena, California, dirige el Spitzer para la NASA. Las operaciones científicas se llevan a cabo en el Centro de Ciencia Spitzer en el Instituto de Tecnología de California en Pasadena. Caltech dirige el JPL para la NASA.

Más información sobre el Telescopio Espacial Spitzer en línea aquí. Más información sobre el observatorio Chandra de rayos X se encuentra aquí .

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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