Una simulación de dos agujeros negros que se fusionan, creando ondas gravitacionales. Crédito: LIGO.
Las ondas gravitacionales fueron predichas por la teoría de la relatividad general de Einstein en 1916, y ahora, exactamente 100 años después, se han encontrado ondas débiles a través del espacio-tiempo. El Observatorio avanzado de ondas gravitacionales Interferometría Láser (Aligo) ha logrado la primera medición directa de ellas.
"Ya tenemos una evidencia indirecta de la emisión de ondas gravitacionales del pulsar binario, del sistema Hulse-Taylor Esta medida de Aligo proporciona la primera detección directa y confirma lo que nuestros modelos y resultados de simulación han sugerido -. Einstein tenía razón," dijo Christopher Fryer, del Laboratorio Nacional de Los Álamos e investigador en este campo.
"Trabajamos con expertos en transporte de radiación y física atómica en la simulación avanzada y el programa de Computadoras en Los Alamos. Miembros del centro de astrofísica teórica están modelando los resultados de la emisión para comparar los modelos teóricos con las observaciones directas," dijo Charlie McMillan, director del Laboratorio Nacional de Los Álamos. "Esto es un sello distintivo del sistema nacional de laboratorios y Los Alamos está complacido de haber participado en un descubrimiento de esta magnitud."
Una fuente primaria de ondas gravitacionales es una serie de eventos astronómicos llamadas fusiones de objetos compactos, que implican la fusión de sistemas binarios que consisten en estrellas de neutrones y / o agujeros negros . "La observación real era de una fusión de un agujero negro. Esto demuestra que el observatorio Aligo puede detectar estas fusiones compactas. El proceso de detección para las fusiones de las estrellas de neutrones es el mismo y nuestros modelos predicen cada cuando ocurrirá. Las observaciones de fusiones de estrellas de neutrones nos ayudarán a entender una gran cantidad de física y astronomía. Las perspectivas de la ciencia en ondas gravitatorias son muy emocionantes ", dijo Fryer.
Elseguimiento electromagnético, en Los Alamos y en otras partes, se centra en lo que podemos aprender de las fusiones de las estrellas de neutrones. Es este tipo de fenómeno que los científicos informáticos, físicos y expertos en astronomía han estado explorando y esperando y el uso de computadoras para modelar muchos de los componentes de la fusión ayuda a comprender y predecir la física básica con mayor claridad.
Aligo en sí consta de un conjunto de dos interferómetros muy distantes entre sí en Hanford, Washington y el otro en Livingston, Louisiana, que son operados de forma conjunta para detectar las ondas gravitacionales producidas en el estado final de estos sistemas se fusionan.
"Más allá de la detección de ondas gravitacionales , Aligo proporciona una nueva ventana en el estudio de la astrofísica transitoria. Astrónomos de todo el mundo han estado estudiando cómo las observaciones de Aligo, junto con los radiotelescopios y de rayos gamma, se pueden utilizar para sondear la física extrema en estas explosiones cósmicas ", dijo Fryer.
"A pesar de que el modelado y las observaciones de estas fuentes de ondas gravitacionales es difícil y que requiere modelos detallados, el potencial para estudiar eventos de astroísica y comprender nuevos fenómenos transitorios es tremendo. Los Alamos puede resolver estos problemas, "dijo Fryer.
"Nuestro programa de estudio se centraba en la probabilidad de un agujero negro binario", declaró Fryer, "y es gratificante ver que esta primera detección es exactamente un sistema de este tipo. Cuando Aligo detecte más de estas fusiones nos será más fácil investigar aspectos de la evolución estelar ".
Trabajamos con un equipo de expertos de muchos campos de la física y la astronomía, incluyendo la materia densa nuclear, la evolución estelar binaria, las explosiones de rayos gamma y el modelado computacional multi-física, así que podemos aprender mucho de estas detecciones de ondas gravitacionales. El equipo utiliza una combinación de cálculos de fusión de Newton, la ecuación de estudios de estrellas de neutrones, y simulaciones para modelar el resultado de la fusión de las dos estrellas de neutrones.
Los investigadores determinaron la probabilidad estadística de que el remanente de la fusión
1) Colapsa directamente a un agujero negro,
2) Colapsa en un agujero negro después de un retraso, o
3) Sigue siendo una estrella de neutrones.
Si el núcleo es un agujero o una estrella de neutrones negro depende de si es más masivo que la masa máxima de la estrella de neutrones en su velocidad de giro.
