Los orígenes de los agujeros negros binarios pueden estar ocultos en sus giros, sugiere un estudio: ScienceAlert

En un estudio reciente publicado en Cartas astronómicas y astrofísicasun equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) utilizó varios modelos informáticos para examinar 69 binarios confirmados agujeros negros para ayudar a determinar su fuente y encontrar los resultados de los datos modificados en función de la configuración de su modelo.

Esencialmente, la entrada ha cambiado constantemente la salida, y los investigadores quieren comprender mejor cómo y por qué ocurre esto y qué pasos se pueden tomar para lograr resultados más consistentes.

«Cuando cambias el modelo y lo haces más flexible o haces suposiciones diferentes, obtienes una respuesta diferente sobre cómo se formaron los agujeros negros en el universo», dijo Sylvia Biscoveanu, una estudiante graduada del MIT que trabaja en el laboratorio LIGOy coautor del estudio, dijo en un declaración.

«Hemos demostrado que las personas deben tener cuidado porque aún no estamos en la etapa con nuestros datos en la que podemos creer lo que nos dice el modelo».

como estrellas binarias, agujeros negros binarios son dos objetos masivos que se orbitan entre sí, ambos tienen la capacidad de colisionar o fusionarse, con otra característica compartida: los agujeros negros a veces nacen del colapso de estrellas masivas moribundas, también conocidas como supernova.

Pero cómo se originaron los agujeros negros binarios sigue siendo un misterio, ya que hay dos hipótesis actuales sobre su formación: «evolución del campo binario» y «ensamblaje dinámico».

La evolución del campo binario implica cuando un par de estrellas binarias explotan, lo que da como resultado dos agujeros negros en su lugar, que continúan orbitando entre sí como antes.

Dado que inicialmente orbitaban entre sí como estrellas binarias, se cree que sus giros e inclinaciones también deben estar alineados.

Los científicos también plantean la hipótesis de que sus giros alineados indican que se originaron en un disco galáctico, dado su entorno relativamente pacífico.

El ensamblaje dinámico implica cuando dos agujeros negros individuales, cada uno con su propia inclinación y giro únicos, finalmente se unen mediante procesos astrofísicos extremos para formar su propio binario. Agujero negro sistema.

Actualmente se plantea la hipótesis de que este emparejamiento probablemente ocurriría en un entorno denso como un cúmulo globular, donde miles de estrellas cercanas podrían forzar la unión de dos agujeros negros.

La verdadera pregunta es: ¿qué fracción de agujeros negros binarios proviene de cada método respectivo? Los astrónomos creen que esta respuesta se encuentra en los datos, específicamente en las mediciones del giro del agujero negro.

Usando los 69 agujeros negros binarios confirmados, los astrónomos han determinado que estos objetos masivos pueden originarse a partir de cúmulos globulares y discos galácticos.

El Laboratorio LIGO en los Estados Unidos ha estado trabajando con su contraparte italiana, Virgenpara verificar los giros (períodos de rotación) de los 69 agujeros negros binarios confirmados.

«Pero queríamos saber si tenemos suficientes datos para hacer esa distinción». dijo Biscoveanu. «Y resulta que las cosas son complicadas e inciertas, y es más difícil de lo que parece».

Para el estudio, los investigadores ajustaron continuamente una serie de modelos informáticos para ver si sus resultados coincidían con las predicciones de cada modelo.

Uno de esos modelos se creó para suponer que solo una fracción de los agujeros negros binarios se produjeron con espines alineados, mientras que el resto tiene espines aleatorios. Se estableció otro modelo para predecir una orientación de espín moderadamente contrastante.

Al final, sus hallazgos indicaron que los resultados cambiaron consistentemente de acuerdo con los modelos ajustados.

Esencialmente, los resultados se cambiaron constantemente en función de los ajustes del modelo, lo que significa que es probable que se necesiten más datos que los 69 agujeros negros binarios confirmados para obtener resultados más consistentes.

«Nuestro artículo muestra que su resultado depende completamente de cómo modele su astrofísica, no de los datos en sí», dijo Biscoveanu.

«Necesitamos más datos de los que pensábamos si queremos hacer una declaración independiente de las suposiciones astrofísicas que hacemos», dijo Salvatore Vitale, profesor asociado de física, miembro del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial. en el MIT y autor principal del estudio.

Pero, ¿cuántos datos más necesitarán los astrónomos? Vitale estima que la red LIGO podrá detectar un nuevo agujero negro binario cada pocos días una vez que la red vuelva a funcionar a principios de 2023.

«Las mediciones de giro que tenemos ahora son muy poco confiables», dijo Vitale.

«Pero a medida que construimos muchos de ellos, podemos obtener mejor información. Entonces, podemos decir, no importa qué tan detallado sea mi modelo, los datos siempre me cuentan la misma historia, una historia que podríamos creer».

Este artículo fue publicado originalmente por universo hoy. leer el artículo original.