Investigadores del grupo de investigación en Física Gravitacional: Teoría y Observación, el grupo «Gravity» de la Universidad de las Islas Baleares (UIB) han participado en la detección, por primera vez, de ondas gravitacionales causadas por la fusión de estrellas de neutrones y agujeros negros.
Los modelos elaborados por el grupo de investigación «Gravity» de la UIB han servido para identificar el origen de las dos señales detectadas en enero de 2020 por los detectores de LIGO y Virgo, ha informado la universidad en un comunicado.
Este hallazgo permite confirmar la existencia de una nueva fuente de ondas gravitacionales.
Los detectores de ondas gravitacionales de LIGO y Virgo han detectado por primera vez dos señales de ondas gravitacionales procedentes de la fusión de un fenómeno hasta ahora nunca observado: la fusión de agujeros negros y estrellas de neutrones.
Las dos ondas gravitacionales, GW200105 y GW200115, fueron detectadas los días 5 y 15 de enero de 2020 y se generaron a una distancia superior a los 900 millones de años luz de nuestro planeta, tras la captura de las estrellas de neutrones por parte de los agujeros negros. Es la primera vez que se observan ondas gravitacionales procedentes de una combinación de estrellas de neutrones y agujeros negros.
Hasta ahora, solo se habían podido confirmar ondas gravitacionales causadas por la fusión de pares de agujeros negros y de pares de estrellas de neutrones, por lo que se prevé que estos descubrimientos arrojen nuevos datos sobre el nacimiento, la vida y la muerte de las estrellas, así como sobre los entornos en los que se forman.
Estos resultados se recogen en un artículo publicado este martes en la revista científica «Astrophysical Journal Letters», en el que figuran como autores los investigadores de la UIB Alícia Sintes, Sascha Husa, David Keitel, Marta Colleoni, Héctor Estellés, Maite Mateu-Lucena, Cecilio García-Quirós, Rafel Jaume, Rodrigo Tenorio y Pep Covas, además de investigadores de LIGO, Virgo y Kagra.
El primero de los dos eventos, GW200105, fue detectado por los observatorios LIGO en Livingston (Luisiana, Estados Unidos) y Virgo (Italia) el 5 de enero de 2020.
A partir de la señal de onda gravitacional, los astrónomos pudieron inferir que esta se generó a una distancia de 900 millones de años luz de la Tierra y que procedía de la fusión de un agujero negro de 8,9 masas solares y un objeto compacto menor, de 1,9 masas solares: una estrella de neutrones.
El segundo evento, GW200115, fue detectado el 15 de enero de 2020, por los dos observatorios de LIGO (Livingston y Hanford) y el detector Virgo (Italia). La señal procedía de la fusión de un agujero negro de 5,7 masas solares y una estrella de neutrones de 1,5 masas solares a una distancia de 1.000 millones de años luz de nuestro planeta.
Una contribución clave del grupo Gravity de la UIB en la colaboración LIGO es el modelado de las formas de onda emitidas por sistemas binarios, compuestos por agujeros negros o estrellas de neutrones. Estos modelos se utilizan para identificar las fuentes y estimar sus parámetros, como sus masas o la distancia. Este es un proceso muy costoso computacionalmente y requiere el empleo de superordenadores.
En la UIB, Sascha Husa lidera, desde 2008, un programa para desarrollar modelos de forma de onda más eficientes desde el punto de vista computacional. El grupo Gravity ha presentado una nueva generación de estos modelos aún más precisos, que han sido uno de los que se han utilizado para estimar los parámetros de las fuentes de GW200105 y GW200115.
El grupo de la UIB ha estado directamente involucrado en el análisis de estas señales, parte del cual se llevó a cabo en el superordenador Mare Nostrum de Barcelona.
«Capturar la señal de un evento tan elusivo como la fusión de un agujero negro y de una estrella de neutrones es un acontecimiento excepcional y estamos orgullosos de que nuestro equipo haya contribuido directamente a este descubrimiento», ha declarado la investigadora del grupo Marta Colleoni.
El grupo de la UIB, liderado por la doctora Alícia Sintes, ha participado en la colaboración científica LIGO desde sus inicios.
Participaron anteriormente en un hecho histórico para la ciencia: la primera detección de ondas gravitacionales, ondulaciones del espacio-tiempo que llegan a la Tierra a la velocidad de la luz procedentes de un hecho catastrófico en el universo. Este descubrimiento fue merecedor del premio Nobel de Física en 2017.