GW190521 y el misterio de los agujeros negros de masa intermedia

La astronomía de ondas gravitacionales sigue deslumbrando con sus revelaciones sobre el cosmos. En un desarrollo reciente, los científicos han detectado un evento que tiene firmas de ondas gravitacionales y electromagnéticas, arrojando luz sobre la colisión de dos agujeros negros. El evento en cuestión es GW190521 y no se parece a nada observado antes.

GW190521 destaca porque no se trata de una fusión de agujeros negros cualquiera. Se trata de la fusión binaria de agujeros negros más masiva registrada hasta la fecha por la colaboración LIGO-Virgo-KAGRA. Además, es la primera detección de una fusión que involucra un agujero negro de masa intermedia. Estos agujeros negros, que varían entre 100 y 100.000 veces la masa del Sol, siempre han sido un misterio para los investigadores debido a la falta de mecanismos claros de formación.

Según los conocimientos actuales, las estrellas normalmente no colapsan en agujeros negros que superan las 50 a 80 masas solares. Además, la mayoría de las estrellas no se encuentran en entornos lo suficientemente densos como para permitir el crecimiento extensivo necesario para crear agujeros negros de masa intermedia. Este fenómeno, conocido como “brecha de masa superior”, ha desconcertado a los científicos durante años.

Sin embargo, GW190521 ha proporcionado algunas pistas intrigantes. La estimación inicial sugería que era el resultado de la fusión de un agujero negro de 85 masas solares con un homólogo de 66 masas solares. Este insólito suceso despertó curiosidad y dio lugar a varias propuestas que explicaban su origen. Una hipótesis es que el sistema binario residía dentro de un núcleo galáctico activo (AGN), un entorno de alta densidad de gas y polvo que rodea a los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias.

En un AGN, a medida que el gas gira en espiral hacia el agujero negro supermasivo central, se acelera y se calienta, formando discos extendidos que emiten grandes cantidades de luz. Se cree que estos entornos turbulentos son ideales para las fusiones de agujeros negros y la acumulación de materia, lo que facilita un rápido crecimiento masivo.

Para aumentar la intriga, solo 34 días después de la observación de GW190521, se observó un brillo repentino conocido como llamarada en las cercanías de AGN J124942.3+344929. Llamaradas como estas son resultados esperados de las fusiones de agujeros negros dentro de los discos AGN. La nueva correlación entre GW190521 y esta llamarada, denominada ZTF19abanrhr, ha intensificado el entusiasmo de los investigadores.

Estos hallazgos recientes ofrecen una oportunidad única para estudiar el enigmático mundo de los agujeros negros de masa intermedia y sus misteriosos procesos de formación. Al correlacionar las mediciones de ondas gravitacionales con señales electromagnéticas, los científicos se acercan cada vez más a desentrañar los secretos del universo. El descubrimiento de GW190521 y su conexión con el entorno AGN abre nuevas vías de investigación e invita a seguir investigando los fascinantes fenómenos que dan forma a nuestro cosmos.

Sección de preguntas frecuentes:

P: ¿Qué es GW190521?
R: GW190521 es un evento que los científicos han detectado, que implica la colisión de dos agujeros negros. Se trata de la fusión binaria de agujeros negros más masiva registrada hasta la fecha por la colaboración LIGO-Virgo-KAGRA.

P: ¿Por qué es importante GW190521?
R: GW190521 es importante porque es la primera detección de una fusión que involucra un agujero negro de masa intermedia. Estos agujeros negros siempre han sido un misterio para los investigadores debido a la falta de mecanismos de formación claros.

P: ¿Qué es un agujero negro de masa intermedia?
R: Un agujero negro de masa intermedia es un agujero negro que oscila entre 100 y 100.000 veces la masa del Sol. Han sido difíciles de estudiar y comprender debido a la falta de mecanismos de formación claros.

P: ¿Qué es el fenómeno de la “brecha de masa superior”?
R: El fenómeno de la “brecha de masa superior” se refiere al hecho de que las estrellas normalmente no colapsan en agujeros negros que superan las 50 a 80 masas solares. La mayoría de las estrellas tampoco se encuentran en entornos lo suficientemente densos como para permitir el crecimiento extensivo necesario para crear agujeros negros de masa intermedia.

P: ¿Cuáles son las explicaciones propuestas para GW190521?
R: Una hipótesis es que el sistema binario resultante en GW190521 residía dentro de un núcleo galáctico activo (AGN). Los AGN son entornos de alta densidad de gas y polvo que rodean agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias. Se cree que estos entornos son ideales para las fusiones de agujeros negros y la acumulación de materia.

P: ¿Cuál es la conexión entre GW190521 y el entorno AGN?
R: Apenas 34 días después de la observación de GW190521, se observó un brillo repentino conocido como llamarada en las cercanías de un AGN llamado J124942.3+344929. Se espera que este evento de llamarada, denominado ZTF19abanrhr, sea el resultado de las fusiones de agujeros negros dentro de los discos AGN.

Definiciones:
– Astronomía de ondas gravitacionales: el estudio de la astronomía utilizando ondas gravitacionales, que son ondas en el tejido del espacio-tiempo causadas por la aceleración de objetos masivos.
– Agujero negro: Región del espacio-tiempo que exhibe una aceleración gravitacional tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de ella.
– LIGO-Virgo-KAGRA: LIGO (Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser) y Virgo son detectores de ondas gravitacionales terrestres, mientras que KAGRA es un detector japonés.
– Agujero negro de masa intermedia: Un agujero negro que oscila entre 100 y 100.000 veces la masa del Sol.
– Núcleo galáctico activo (AGN): un entorno de alta densidad de gas y polvo que rodea a los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias.

Enlaces relacionados:
– LIGO
– Virgo
– KAGRA

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