Nueva visión sobre el espacio-tiempo que dobla las ondas gravitacionales

Los capullos de las estrellas moribundas podrían ser una nueva fuente de ondas gravitacionales.

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Los capullos de las estrellas moribundas podrían ser una nueva fuente de ondas gravitacionales, según las simulaciones realizadas para evaluar lo que sucede con los desechos que se encuentran alrededor de las estrellas cuando entran en sus últimos años. Los capullos se forman cuando una estrella masiva arroja escombros mientras colapsa en un agujero negro. A medida que los chorros chocan contra las capas colapsadas de la estrella moribunda, se forma una burbuja o "capullo" alrededor del chorro. Los capullos son lugares turbulentos, donde los gases calientes y los desechos se mezclan al azar y se expanden en todas direcciones desde el chorro.

Las ondas gravitacionales están asociadas con sistemas binarios, como las fusiones de dos agujeros negros, o dos estrellas de neutrones, o una de cada. Sin embargo, los astrofísicos han especulado que las ondas gravitacionales podrían producirse a partir de una única fuente no binaria.

Según los investigadores de la Universidad Northwestern, los capullos turbulentos y energéticos de escombros que rodean a las estrellas masivas moribundas también podrían ser una fuente de ondas gravitacionales.

Las ondas gravitacionales son ondas de la intensidad de la gravedad generadas por masas aceleradas en el espacio en forma de ondas que se mueven hacia el exterior de su fuente a la velocidad de la luz. Estas ondas ejercen una influencia en el espacio-tiempo, comprimiendo y estirando todo lo que se encuentra en su camino.

Las simulaciones se probarán con datos reales, centrándose en las ondas gravitacionales de los capullos. La principal fuente de datos será el estudio de la banda de frecuencia que puede detectar el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO). Los observatorios LIGO están ubicados en Hanford Site, Washington y en Livingston, Louisiana.

Los observatorios LIGO tienen como objetivo la detección de ondas gravitacionales mediante interferometría láser. Los observatorios despliegan espejos separados por cuatro kilómetros que son capaces de detectar un cambio de menos de una diezmilésima parte del diámetro de la carga de un protón.

Incluso con tecnología avanzada como LIGO, los científicos solo pueden detectar ondas gravitacionales de explosiones asimétricas de mayor frecuencia. Afortunadamente, los capullos alrededor de las estrellas moribundas son asimétricos y muy energéticos.

El investigador principal, Ore Gottlieb, presentó su investigación durante una sesión informativa virtual en la 242ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense. La presentación, titulada "Muertes estelares en chorro y turbulentas: nuevas fuentes de ondas gravitacionales detectables por LIGO", tuvo lugar a las 12:15 p. m. EDT del lunes 5 de junio (2023), como parte de una sesión titulada "Descubrimientos en galaxias distantes ."

Gottlieb y sus colaboradores utilizaron nuevas simulaciones de última generación para modelar el colapso de una estrella masiva. Cuando las estrellas masivas colapsan en agujeros negros, pueden crear poderosos flujos de salida (o chorros) de partículas que viajan cerca de la velocidad de la luz. Las simulaciones de Gottlieb modelaron este proceso, desde el momento en que la estrella colapsa en un agujero negro hasta que el chorro escapa.

La simulación mostró una fuente inesperada que interrumpió los cálculos, un fenómeno que se rastreó hasta el capullo, lo que indica que el capullo era una interesante fuente de ondas gravitacionales.

Las simulaciones fueron posibles gracias al uso de la supercomputadora Summit del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía de EE. UU. y la supercomputadora Perlmutter del Centro Nacional de Informática Científica de Investigación Energética.

El Dr. Tim Sandle es el editor general de noticias científicas de Digital Journal. Tim se especializa en periodismo científico, tecnológico, ambiental y de salud. Además, es microbiólogo en ejercicio; y un autor. También le interesa la historia, la política y la actualidad.

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