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Agujero negro binario, ¡descubierto! marzo 20, 2009

Posted by Enrique in Astronomía.
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binary_blackholes
Estoy un poco atrasado con los posts, sobre todo con éste, cuyo tema salió a la luz hace unas semanas. Se trata del descubrimiento de un agujero negro binario, es decir, dos agujeros negros orbitando uno alrededor del otro debido a la mutua atracción gravitacional. El par fue descubierto analizando el espectro del Sloan Digital Sky Survey. La clave consiste en el análisis del efecto Doppler de la luz que proviene de dicho sistema.

El efecto Doppler es una experiencia común en la vida cotidiana. Por ejemplo, sucede cuando escuchamos que una ambulancia se aproxima y cuando se aleja de nuevo. Si ponemos atención, el tono (frecuencia) del sonido de la sirena es diferente cuando se acerca que cuando se aleja. Cuando se acerca el tono es agudo (alta frecuencia) y cuando se aleja el tono es grave (baja frecuencia). La diferencia es pequeña, pero se nota. El efecto Doppler es debido al movimiento relativo de la fuente emisora y el receptor. El efecto Doppler sucede con la luz también, sin embargo en este caso necesitan velocidades cercanas a la de la luz para que se pueda notar a simple vista. El efecto en la luz es similar al del sonido. Cuando la fuente se acerca la frecuencia de la luz aumenta y los colores se corren al lado azul del espectro electromagnético. Cuando se aleja la frecuencia disminuye y los colores se corren al lado rojo de tal espectro.

em-spectrum

La materia que circula y eventualmente cae en cada agujero negro emite luz de un cierto color. El movimiento orbital de los agujeros negros hace que la materia circundante se aleje y acerque de nosotros en forma periódica, haciendo que el color varíe levemente en un patrón periódico, consistente con la órbita de los agujeros negros.

Este es el primer par de agujeros negros que se logra identificar con certeza. Anteriormente su existencia había sido postulada pero ninguno había sido observado. La masa de cada agujero negro es de 20 millones y 1000 millones de veces la masa de nuestro sol. Su separación es aproximadamente un tercio de año luz y ambos se encuentran a 4000 millones de años luz de nosotros.

Este tipo de sistema de agujeros negros binario es un buen candidato para la emisión de ondas gravitacionales. Desafortunadamente pasará mucho tiempo antes de que esto suceda pues la separación es todavía muy grande. El tiempo que les toma a los agujeros negros en completar una orbita es de 100 años.

Este otro post tiene aun más detalles.

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Comentarios»

1. Pepe - marzo 21, 2009

Interesantísima le información, el efecto Doppler es algo que desde pequeño siempre me llamó la atención, cuando tenía oportunidad me sentaba a orilla de la carretera, solo para escuchar los carros que se acercaban y alejaban y el sonido característico.

Saludos.

2. litomd - marzo 23, 2009

Enrique,
Muy interesante. Quería preguntarte ¿cómo afecta este descubrimiento a la investigación sobre ondas gravitacionales que estás realizando? Ya van dos lugares donde encuentro que las ondas gravitacionales no se pueden medir, pero como esto es tan nuevo, puede que no tengan los últimos datos.
Me imagino que a lo que te refieres cuando dices que son “buenos candidatos para emitir ondas gravitacionales” es a que sus campos gravitacionales son suficientemente grandes como para ser perceptibles.

3. Enrique - marzo 23, 2009

Hola Leonel,

en realidad no afecta la medición de ondas gravitacionales. Lo que podríamos decir es que tendremos una fuente segura de tales ondas para un futuro lejano. Este tipo de sistema sería el blanco de observación de la misión LISA (Laser Insterferometer Space Antenna) pero dado que los agujeros negros tiene un período orbital de 100 años la onda tendría un período de 50 años que es muy frecuencia muy baja, aún tienen que orbitar por un buen tiempo para que la señal sea detectable. De este sistema en particular no vamos a ver ondas gravitacionales en lo que nos queda de vida :)

Sin embargo otros observatorios como LIGO ya han alcanzado la precisión para la que fueron diseñados y la recolección de datos está por empezar. En los próximos años, cuando el análisis de los datos esté hecho sabremos si hubo alguna detección.


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