Simulaciones del Instituto de Computación Astronómica de la Universidad de Heidelberg llevan a la conclusión de que los agujeros negros y las estrellas de neutrones se fusionan en densos cúmulos de estrellas sin ser vistos, a diferencia de los procesos similares que se producen en regiones aisladas con pocas estrellas.

La investigación puede ofrecer ideas críticas sobre la fusión de dos objetos estelares masivos que los astrónomos observaron en 2019, según sus autores. Sus características asociadas podrían ser cruciales para el estudio de las ondas gravitacionales y su fuente. Los hallazgos fueron publicados en la revista Communications Physics.

Las estrellas mucho más masivas que nuestro sol generalmente terminan sus vidas como una estrella de neutrones o un agujero negro. Las estrellas de neutrones emiten pulsos regulares de radiación que permiten su detección. En agosto de 2017, por ejemplo, cuando se observó la primera fusión de doble estrella de neutrones, los científicos de todo el mundo detectaron la luz de la explosión con sus telescopios. Los agujeros negros, por otro lado, generalmente permanecen ocultos porque su atracción gravitacional es tan fuerte que incluso la luz no puede escapar, haciéndolos invisibles para los detectores electromagnéticos.

Si dos agujeros negros se fusionan, el evento puede ser invisible, pero no obstante detectable por ondas en el espacio-tiempo en forma de las llamadas ondas gravitacionales. Ciertos detectores, como el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser (LIGO) en Estados Unidos, pueden detectar estas ondas. La primera observación directa exitosa se realizó en 2015. La señal fue generada por la fusión de dos agujeros negros. Pero este evento puede no ser la única fuente de ondas gravitacionales, que también podría provenir de la fusión de dos estrellas de neutrones o un agujero negro con una estrella de neutrones. Descubrir las diferencias es uno de los principales desafíos para observar estos eventos, según el doctor Manuel Arca Sedda, primer autor de la investigación.

En su estudio, el investigador de Heidelberg analizó la fusión de pares de agujeros negros y estrellas de neutrones. Utilizó simulaciones informáticas detalladas para estudiar las interacciones entre un sistema formado por una estrella y un objeto compacto, como un agujero negro, y un tercer objeto de roaming masivo que se requiere para una fusión. Los resultados indican que tales interacciones de tres cuerpos pueden de hecho contribuir a las fusiones de estrellas de neutrones con agujeros negros en regiones estelares densas como cúmulos estelares globulares. “Se puede definir una familia especial de fusiones dinámicas que es claramente diferente de las fusiones en áreas aisladas”, explica Manuel Arca Sedda.

La fusión de un agujero negro con una estrella de neutrones se observó por primera vez en los observatorios de ondas gravitacionales en agosto de 2019. Sin embargo, los observatorios ópticos de todo el mundo no pudieron localizar una contraparte electromagnética en la región desde la cual se originó la señal de ondas gravitacionales, lo que sugiere que el agujero negro había devorado por completo la estrella de neutrones sin destruirla primero. Si se confirma, esta podría ser la primera fusión de estrellas de neutrones del agujero negro detectada en un ambiente estelar denso, según lo descrito por el doctor Arca Sedda.

Con información de agencias.

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