Pronto podremos detectar ondas gravitacionales de estrellas moribundas

Los investigadores han descubierto una nueva y emocionante fuente de ondas gravitacionales. Es el remanente sobrante de una explosión de supernova, y podría revelar los secretos de cómo funcionan esas explosiones.

Hasta la fecha, los detectores de ondas gravitacionales han identificado solo un tipo de onda gravitatoria. Esos son los tipos emitidos por dos cuerpos que se fusionan en espiral hacia arriba para chocar entre sí. Este tipo de señales son muy cortas, muy fuertes y asimétricas, lo que significa que son más fuertes en una dirección que en la otra. Esto los hace muy fáciles de detectar con nuestra generación actual de detectores.

Muchas fuentes generan ondas gravitacionales en todo el universo. Las explosiones de supernova se encuentran entre las más emocionantes. Actualmente no entendemos cómo las estrellas se transforman y explotan. Las ondas gravitacionales pueden proporcionar una ventana única a los núcleos de las estrellas a medida que explotan. Pero este tipo de explosiones suelen ser increíblemente cortas y esféricamente simétricas, lo que significa que están más allá del alcance de la exploración para la próxima generación de detectores de ondas gravitacionales.

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Pero los investigadores que estudian la naturaleza de las ondas gravitacionales emitidas por las explosiones de supernovas hicieron un descubrimiento interesante.

«Cuando calculé las ondas gravitacionales de la vecindad del agujero negro, encontré otra fuente que interrumpió mis cálculos: el capullo», dijo Northwestern. Mineral Gottliebquien dirigió nuevo estudio. «Traté de ignorarlo. Pero me resultó imposible ignorarlo. Luego me di cuenta de que el capullo era una fuente de ondas gravitacionales emocionante».

Los investigadores descubrieron que el capullo que rodeaba tales explosiones era en sí mismo una fuente de ondas gravitacionales. Estos capullos se forman cuando los chorros de una estrella moribunda chocan con el material que la rodea, esencialmente soplando una burbuja alrededor de la estrella moribunda.

«Un chorro se dispara profundamente en una estrella y luego se abre camino para escapar», dijo Gottlieb. «Es como cuando perforas un agujero en la pared. La broca giratoria golpea la pared y los escombros se derraman fuera de la pared. Esa broca emite energía material. Del mismo modo, el chorro perfora la estrella, lo que hace que el material de la estrella se caliente. y derramarse. Estos desechos forman las capas calientes de un capullo».

Dado que estos capullos son asimétricos, podemos detectarlos utilizando la próxima generación de detectores que ahora están en línea. Puede ser posible vincular las propiedades de estas pupas con los mecanismos que conducen a la muerte estelar.

«Hasta el día de hoy, LIGO solo ha detectado ondas gravitacionales de sistemas binarios, pero algún día detectará la primera fuente no binaria de ondas gravitacionales», dijo Northwestern. Mineral Gottliebquien dirigió el estudio. «Los capullos son uno de los primeros lugares en los que tenemos que buscar este tipo de fuente».

Todavía no hemos podido sumergirnos profundamente en los corazones de las estrellas a medida que se vuelven supernovas, pero esta nueva fuente puede darnos una ventana.

«Tanto los chorros como las supernovas son explosiones muy energéticas», dijo Gottlieb. Pero solo podemos detectar ondas gravitacionales de explosiones asimétricas de alta frecuencia. Las supernovas son esféricas y más o menos simétricas, por lo que las explosiones esféricas no alteran la distribución de masa equilibrada en la estrella para emitir ondas gravitacionales. Los estallidos de rayos gamma duran decenas de segundos, por lo que la frecuencia es muy pequeña, menos que el rango de frecuencia que afecta a LIGO».

«Nuestro estudio es un llamado a la acción para que la sociedad considere a las pupas como una fuente de ondas gravitacionales», dijo. «También sabemos que las pupas emiten radiación electromagnética, por lo que pueden ser eventos de múltiples mensajes. Al estudiarlos, podemos aprender más sobre lo que sucede en la parte más interna de las estrellas y las propiedades y la propagación de los chorros en las explosiones estelares».