Detectar ondas gravitacionales generadas por estrellas que se derrumban sobre sí mismas

La primera detección de ondas gravitacionales se logró en 2015. La fuente emisora fue una fusión entre agujeros negros con masas como las que tienen algunas estrellas.

Desde entonces, las únicas ondas gravitacionales que se detectan provienen de fusiones entre astros masivos que son agujeros negros o estrellas de neutrones, las dos clases con la mayor densidad de materia de entre todos los tipos conocidos de astros del universo.

Las ondas gravitacionales, que son ondulaciones en el espacio-tiempo que se propagan por el cosmos desde su punto de emisión, pueden ser emitidas por muchas clases de astros y fenómenos, pero dependiendo de su fuente tienen características muy diferentes, que pueden dificultar o incluso imposibilitar su detección con los medios tecnológicos que la humanidad tiene actualmente a su alcance.

¿Hay otras fuentes capaces de generar de ondas gravitacionales que sean detectables por los actuales instrumentos científicos de la humanidad?

Un equipo encabezado por Ore Gottlieb, del Centro de Astrofísica Computacional en el Instituto Flatiron, adscrito a la Fundación Simons de Estados Unidos, cree que sí.

La conclusión a la que este equipo ha llegado en un estudio reciente es que es factible detectar ondas gravitacionales generadas por algunas estrellas de gran masa y rotación muy rápida que se derrumban sobre sí mismas, siempre y cuando se den las circunstancias adecuadas.

Bajo unas condiciones especiales, una estrella que agota su combustible nuclear acaba con su núcleo comprimido en un agujero negro, y una gran cantidad de materia girando vertiginosamente alrededor del agujero y cayendo con rapidez a él. Esta catarata de materia cayendo al agujero genera ondas gravitacionales detectables mediante tecnología actual. (Ilustración: Ore Gottlieb)

Las ondulaciones en el espacio-tiempo causadas por la muerte de esas estrellas podrían estar dentro de los límites de detección de observatorios como LIGO y Virgo, instalados en la superficie de la Tierra.

Concretamente, se trataría de estrellas de rotación muy rápida y una masa de entre 15 y 20 veces la del Sol. Bajo condiciones especiales, esas estrellas, al quedarse sin combustible nuclear, implosionarían y luego explotarían, de una manera muy específica que dejaría un agujero negro rodeado por un gran disco de materia sobrante girando en un torbellino alrededor del agujero. Esta materia descendería muy rápidamente hacia el agujero, hasta ser tragada por él. El fenómeno generaría ondas gravitacionales que podrían ser detectadas a una distancia de hasta 50 millones de años-luz desde instalaciones como el LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), que fue el observatorio que hizo la primera detección directa de ondas gravitacionales, la de la fusión entre agujeros negros de 2015.

El estudio se titula “In LIGO's Sight? Vigorous Coherent Gravitational Waves from Cooled Collapsar Disks”. Y se ha publicado en la revista académica The Astrophysical Journal Letters. (Fuente: NCYT de Amazings)