MADRID, 7 Ago. (EUROPA PRESS) -
Los agujeros negros binarios podrían no ser "vagabundos solitarios" después de todo; podría haber un "gigante" aún más misterioso acechando tras ellos.
Un equipo de investigación dirigido por el Dr. Han Wenbiao, del Shanghai Astronomical Observatory (SHAO), ha encontrado evidencia convincente de que una reciente fusión de agujeros negros binarios, conocida como GW190814, probablemente ocurrió en el campo gravitacional de un tercer objeto compacto, posiblemente un agujero negro supermasivo.
Este hallazgo, publicado en The Astrophysical Journal Letters, proporciona nuevas pistas para desentrañar el misterio de la formación de agujeros negros binarios.
Desde la primera detección de ondas gravitacionales en 2015, la colaboración LIGO-Virgo-KAGRA ha observado más de 100 eventos de ondas gravitacionales, la mayoría de los cuales se originaron en fusiones de agujeros negros binarios. Estos eventos han proporcionado datos cruciales para comprender la física de las fusiones de agujeros negros binarios, pero los mecanismos de su formación y evolución siguen sin estar claros.
El equipo del Dr. Han había propuesto previamente el modelo "b-EMRI", en el que un agujero negro supermasivo captura un agujero negro binario, creando un sistema triple jerárquico. Los agujeros negros binarios "bailan" alrededor del agujero negro supermasivo, emitiendo ondas gravitacionales en múltiples bandas de frecuencia. Este sistema se incluyó posteriormente en el informe técnico de LISA y se catalogó como fuente única para los proyectos espaciales de detección de ondas gravitacionales de China. Desde entonces, el equipo ha buscado evidencia de fusiones de agujeros negros binarios cerca de agujeros negros supermasivos en los datos de LIGO-Virgo.
SISTEMA TRIPLE
En su análisis, el equipo se centró en el evento de ondas gravitacionales GW190814. El coautor, Dr. Yang Shucheng, explicó que sus componentes binarios presentan una relación de masas inusual de casi 10:1. Un emparejamiento tan extremo sugiere que podrían haber formado parte de un sistema triple con un agujero negro supermasivo, acercándose gradualmente por interacciones gravitacionales. Alternativamente, podrían haberse formado en el disco de acreción de un núcleo galáctico activo, impulsados por la influencia gravitacional de los objetos compactos circundantes antes de fusionarse.
Los investigadores observaron que si un agujero negro binario se fusiona cerca de un tercer objeto compacto, el movimiento orbital alrededor de este produciría una aceleración en la línea de visión, es decir, una aceleración a lo largo de la línea de visión del observador. Esta aceleración alteraría la frecuencia de la onda gravitacional mediante el efecto Doppler, dejando una huella distintiva en la señal.
Para detectar esta señal, desarrollaron una plantilla de forma de onda gravitacional que incorpora aceleración en la línea de visión y aplicaron inferencia bayesiana para analizar varios eventos de agujeros negros binarios con alta relación señal-ruido. Los resultados mostraron que, para GW190814, el modelo con aceleración en la línea de visión superó significativamente al modelo tradicional de "agujero negro binario aislado". La aceleración en la línea de visión se estimó en aproximadamente 0,002 c s?* (nivel de confianza del 90 %, donde "c" es la velocidad de la luz), con un factor bayesiano (una medida de la credibilidad del modelo) de 58:1, lo que respalda firmemente la conclusión de que existía aceleración en la línea de visión.
"Este es el primer descubrimiento internacional de evidencia clara de un tercer objeto compacto en un evento de fusión de agujeros negros binarios", afirmó en un comunicado el Dr. Han. "Revela que los agujeros negros binarios en GW190814 podrían no haberse formado de forma aislada, sino que formaban parte de un sistema gravitacional más complejo, lo que ofrece información significativa sobre las vías de formación de los agujeros negros binarios".