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

En un estudio reciente Publicado en Astronomía y letras 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 origen y encontrar sus resultados de datos modificados en función de las configuraciones del modelo.

Esencialmente, la entrada ha cambiado sistemáticamente la salida, y los investigadores quieren comprender mejor cómo y por qué sucede esto y qué pasos se pueden tomar para obtener 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.

“Estamos demostrando 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 chocar, o fusionarse, entre sí, otra característica común es que los agujeros negros a veces nacen del colapso de estrellas masivas moribundas, también conocido como supernova.

Pero el origen de 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 la explosión de un par de estrellas binarias, lo que da como resultado dos agujeros negros en su lugar, que continúan orbitando entre sí de la misma manera que antes.

Dado que originalmente orbitaban como estrellas binarias, se cree que sus rotaciones e inclinaciones también deberían estar alineadas.

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

El ensamblaje dinámico implica el momento en que dos agujeros negros individuales, cada uno con su propia inclinación y rotación, finalmente se unen mediante procesos astrofísicos extremos para formar su propio binario. agujero negro sistema.

Actualmente se teoriza 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 la respuesta está en los datos, particularmente en las mediciones del giro de los agujeros negros.

Usando los 69 agujeros negros binarios confirmados, los astrónomos han determinado que estos objetos masivos podrían provenir tanto de cúmulos globulares como de discos galácticos.

El laboratorio LIGO de Estados Unidos trabajó con su homólogo italiano, Virgenpara determinar 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 modificaron continuamente una serie de modelos informáticos para comprobar si sus resultados coincidían con las predicciones de cada modelo.

Uno de estos modelos se creó para suponer que solo una fracción de los agujeros negros binarios se producía con espines alineados, mientras que los demás tenían espines aleatorios. Se configuró otro modelo para predecir una orientación de giro moderadamente contrastante.

En última instancia, sus hallazgos indicaron que los resultados cambiaron constantemente en función de los modelos modificados.

Esencialmente, los resultados se han modificado sistemáticamente en función de los ajustes del modelo, lo que significa que probablemente se necesitarán 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, en lugar de los datos en sí”, dijo Biscoveanu.

“Necesitamos más datos de los que pensábamos, si vamos a hacer una afirmación independiente de las suposiciones astrofísicas que estamos haciendo”, 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 estar en línea a principios de 2023.

“Las medidas de giro que tenemos ahora son muy inciertas”, dijo Vitale.

“Pero a medida que construimos mucho, podemos obtener mejores conocimientos. Entonces podemos decir, sin importar qué tan detallado sea mi modelo, los datos siempre me cuentan la misma historia, una historia que luego podríamos creer”.

Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. léelo artículo original.