‎Escucha de ondas gravitatorias con los púlsares‎. Actualización 13 de noviembre 2017

‎Esta simulación por ordenador muestra la colisión de dos agujeros negros, que produce ondas gravitacionales. Crédito: SXS‎

‎Uno de los logros más espectaculares en la física hasta ahora de este siglo ha sido la observación de las Ondas Gravitacionales, ondas en Espacio-Tiempo que resultan de las masas acelerada en el espacio. Hasta ahora, ha habido cinco detecciones de Ondas Gravitacionales, gracias al Observatorio de Ondas Gravitacionales Interferómetro de Láser (LIGO) y, más recientemente, el detector de Ondas Gravitacionales Virgo europeo. Con estas instalaciones, los científicos han podido precisar las señales muy sutiles de relativamente pequeños Agujeros Negros y, a partir de octubre, estrellas de Neutrones.

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‎Pero hay más fusión objetos cuyas señales de Ondas Gravitacionales aún no se han detectado: Agujeros Negros Super Masivos, más de 100 millones de veces más masiva que nuestro Sol. Mayoría de las Grandes Galaxias tienen un Agujero Negro Super Masivo Central. Cuando las Galaxias colisionan, sus Agujeros Negros centrales tienden en espiral hacia la otra, liberando las Ondas Gravitacionales en su danza cósmica. Como un animal grande como un León produce un rugido más profundo que el chirrido de un ratón diminuto, fusión de Agujeros Negros Super Masivos crear baja frecuencia Ondas Gravitacionales de los Agujeros Negros relativamente pequeños LIGO y experimentos terrestres similares pueden detectar.

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‎"Observación de las Ondas Gravitacionales de baja frecuencia sería similar a poder oír a cantantes bajos, no sólo sopranos," dijo Joseph Lazio, Científico Jefe de la Red del Espacio Profundo de la NASA, basado en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadena, California y coautor de un nuevo estudio en Astronomía de la Naturaleza.

‎Para explorar este área de la Ciencia de Ondas Gravitacionales, los investigadores buscan no máquinas hechas por humanos, sino un experimento natural en el cielo que se llama una matriz de tiempo de pulsar. Los Púlsares son densos restos de estrellas muertas que regularmente emiten haces de ondas de radio, por eso algunos los llaman "Faros Cósmicos". Debido a su pulso acelerado de la emisión de radio es tan predecible, una gran variedad de los Pulsares bien entendidos puede utilizarse para medir extremadamente sutiles anormalidades, tales como las Ondas Gravitacionales. El Norteamericano Nanohertz Observatorio de Ondas Gravitatorias (NANOGrav), un centro de frontera física de la Fundación Nacional de ciencia, es uno de los principales grupos de investigadores utilizando los púlsares para buscar Ondas Gravitacionales.

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‎El nuevo estudio de la naturaleza Astronomía refiere a Agujero Negro Super Masivo Binarios--sistemas de dos de estos monstruos cósmicos. Por primera vez, los investigadores encuestaron el Universo Local de Galaxias capaces de albergar estos binarios, entonces predijeron que pares de Agujeros Negros son más probable ser detectado mientras lo hace y. El estudio también estima cuánto se tarda en detectar una de estas fusiones.

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‎"Mediante la Expansión de nuestra matriz de tiempo Pulsar durante los próximos 10 años o menos, hay una alta probabilidad de detectar las Ondas Gravitacionales de por lo menos un Agujero Negro Super Masivo Binario," dijo Chiara Mingarelli, principal a autor del estudio, que trabajó en esta investigación como una Marie Curie postdoctorado en Caltech y el JPL y está ahora en el Instituto Flatiron de Nueva York.

‎Mingarelli y sus colegas utilizaron datos de los 2 micrones All-Sky Survey (2MASS), que el cielo de 1997 a 2001, y las tasas de fusión de Galaxia de la simulación de Illustris del proyecto, un esfuerzo para hacer simulaciones cosmológicas en gran escala. En su muestra de aproximadamente 5.000 Galaxias, los científicos encontraron que cerca de 90% tendrían Agujeros Negros Super Masivos más probables combinar con otro Agujero Negro.

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‎Mientras LIGO y experimentos similares detectaron objetos en los últimos segundos antes de que se combinaran, Las matrices de tiempo Pulsar son sensibles a las señales de Ondas Gravitacionales de los Agujeros Negros Super Masivos que se están torciendo en espiral hacia los demás y no se combinan durante millones de años. Eso es porque las Galaxias se combinan cientos de millones de años antes de que los Agujeros Negros Centrales que actúan como anfitrionas se combinan para hacer un Agujero Negro Super Masivo Gigante.

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‎Los investigadores también encontraron que mientras que las Galaxias Mayores tienen Agujeros Negros más grandes y producen Ondas Gravitacionales más fuertes cuando combinan, estas fusiones también suceden rápidamente, acortando el período de tiempo para la detección. Por ejemplo, Agujeros Negros, fusión de la gran galaxia M87 tendría una ventana de 4 millones de años de detección. Por el contrario, en la galaxia de Sombrero más pequeña, las fusiones de Agujeros Negros típicamente toman unos 160 millones de años, ofreciendo más oportunidades para los arreglos de Pulsar de discos de distribución para detectar las Ondas Gravitacionales de ellos. ‎

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‎Las Fusiones de Agujeros Negros generan Ondas Gravitatorias debido, como orbitan mutuamente, la gravedad distorsiona al tejido del espacio-tiempo, enviando ondas hacia afuera en todas direcciones a la velocidad de la luz. Estas distorsiones realmente cambian la posición de la Tierra y los Púlsares muy ligeramente, dando como resultado una señal perceptible y característica de la matriz de faros celestes.

Nota EQ: Es como si tienes un par de larga vistas abordo de un barco. Este, está anclado en aguas absolutamente calmas, pero estás mirando muy lejos con el máximo aumento, cualquier ondulación de la brisa sobre el agua generará que se mueva el objetivo que estás mirando. Lo mismo si desde la costa miras una pequeña boya. Mientras la calma del espejo de agua sea absoluta la fijaras en tu lente, pero, la mas baja brisa la hará move. Espero te sirva el ejemplo. Lo mismo ocurre en un telescopio al que le das mucho aumento. Me ha ocurrido, que el tan solo caminar de una persona cercana a este, se mueva la estrella que estaba mirando... 

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‎"La diferencia entre Cuándo llegarán las señales del Púlsar, y cuando llegan, puede señalar una Onda Gravitacional", dijo Mingarelli. "Y puesto que los púlsares que se estudian a unos 3.000 años luz de distancia, actúa como un detector de ondas gravitacionales de escala Galáctica".

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‎ Debido a que los Agujeros Negros Super Masivos son tan distantes, las Ondas Gravitacionales, que viajan a la velocidad de la luz, tomar mucho tiempo para llegar a Tierra. Este estudio se centró en Agujeros Negros Super Masivos dentro de unos 700 millones años luz, significa que las ondas de una fusión entre dos de ellos tomaría  700 millones de años, hasta que aquí sea detectada por los científicos. En comparación, 650 millones años atrás, las algas florecieron y se propagación rápidamente en los océanos de la Tierra, un evento importante para la evolución de la vida más compleja.

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‎Muchas preguntas abiertas quedan sobre cómo la combinación las Galaxias y lo que sucederá cuando la Vía Láctea se acerca a Andrómeda, la galaxia cercana que chocará con la nuestra en unos 4.000 Millones de años.

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‎"Detección de Ondas Gravitacionales de un Agujero Negro de masa solar mil millones fusiones ayudará a desbloquear algunos de los rompecabezas más persistentes en la formación de la Galaxia," dijo Leonidas Moustakas, JPL investigador que escribió un artículo de "Noticias y Opiniónes" acompañamiento en el diario.

‎2MASS fue financiado por la Oficina de Ciencia Espacial de NASA, la National Science Foundation, el Observatorio Naval de Estados Unidos y la Universidad de Massachusetts. JPL gestiona el programa de NASA oficina de ciencia espacial, Washington. Los datos fueron procesados en IPAC en Caltech en Pasadena, California.‎

‎ Actualizada el 13 de noviembre de 2017, en 10:45 para aclarar la historia de las algas.

Elizabeth Landau
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
(818) 354-6425
Elizabeth.Landau@jpl.nasa.gov

Traducción y Nota: El Quelonio Volador‎

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