Couverture de Ondas gravitacionales y agujeros negros. El caso de la onda GW231123. Francis Villatoro. 656 LFDLC.

Ondas gravitacionales y agujeros negros. El caso de la onda GW231123. Francis Villatoro. 656 LFDLC.

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 La onda gravitacional GW231123, nuevo récord para una fusión de agujeros negros. La colaboración LVK (LIGO-Virgo-KAGRA) ha registrado unas 300 ondas gravitacionales producidas por fusiones de agujeros negros. La fusión más masiva hasta ahora era GW190521, con una masa final de unas 140 masas solares. Hoy se anuncia el nuevo récord, dos agujeros negros con 137 y 103 masas solares que se han fusionado dando lugar a un agujero negro con una masa final de unas 225 masas solares (en rigor, entre 190 y 265 masas solares), emitiendo en el proceso unas 13 masas solares de energía gravitacional en la gravitonda GW231123, observada durante unos 0.1 segundos (50 milisegundos antes de la fusión y 50 milisegundos después). Hay que destacar dos cosas, por un lado, que ambos agujeros negros parecen estar en la región de masa prohibida por la inestabilidad de pares para supernovas, que está entre 60 y 130 masas solares, y por otro lado, que se ha logrado estimar el espín (momento angular normalizado χ) de ambos agujeros negros en 0.9 y 0.8, el más alto hasta ahora para una gravitonda; estos resultados apoyan que uno de estos agujeros negros, o incluso ambos, son resultado de fusiones previas de agujeros negros de menor masa (la llamada teoría de formación jerárquica). Un nuevo resultado espectacular de la astronomía de ondas gravitacionales. Me gustaría que hicieras conmigo un ejercicio de imaginación (usando los valores medianos de los parámetros estimados para los agujeros negros) sobre la fuente de esta onda gravitacional que hemos observado unos 0.05 segundos (spiralling) antes de la fusión (merging) y unos 0.05 segundos después (ringdown). Primero, una foto fija del sistema binario unos 50 milisegundos antes de la fusión. Observamos un agujero negro en rotación de unos 580 km de diámetro que rota sobre sí mismo al 90 % de la velocidad de la luz en el vacío, separado a unos 550 km de otro agujero negro de unos 490 km de diámetro que rota al 80 % de la velocidad de la luz en el vacío (sus centros geométricos están separados unos 1100 km). Ambos están rotando en espiral (spiralling) alrededor de su centro de masas común a una velocidad del orden del 15 % de la velocidad de la luz en el vacío. Su gran velocidad relativa de rotación en espiral conduce a unos sucesos fascinantes que ocurren muy rápido. En unos 6 milisegundos sus horizontes de sucesos se deforman y entran en contacto mutuo, iniciándose su fusión (merging); en ella su velocidad relativa alcanza un 60 % de la velocidad de la luz en el vacío. En este momento se completa la fusión, resultando un objeto llamado merger, que no es un agujero negro, pues su horizonte de sucesos está en oscilación rápida y presenta una topología no trivial (según las simulaciones numéricas). Tras unos 50 milisegundos, este objeto (merger) decae (ringdown) en un agujero negro en rotación con un diámetro de unos 1000 km que rota al 80 % de la velocidad de la luz en el vacío. Imaginar esta fusión da escalofríos. Francis Villatoro, es un destacado científico y divulgador científico español. Posee un perfil académico singular, habiendo obtenido las licenciaturas en Informática y Física, y un doctorado en Matemáticas por la Universidad de Málaga. Su tesis doctoral se centró en las matemáticas computacionales para la resolución de ecuaciones diferenciales parciales. Es profesor, investigador y divulgador científico. Actualmente imparte clases de bioinformática a estudiantes de Bioquímica en la Universidad de Málaga, donde es Catedrático de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial. Sus intereses de investigación incluyen las ciencias computacionales, especialmente las matemáticas computacionales para ecuaciones diferenciales parciales. Francis Villatoro es ampliamente reconocido por su extenso trabajo en comunicación científica. Escribe un blog de divulgación científica llamado "La Ciencia de la Mula Francis", que forma parte de la red Naukas. Es colaborador habitual de podcasts como la Fábrica de la Ciencia . Imparte frecuentemente conferencias sobre temas científicos. Ha recibido premios por sus esfuerzos de divulgación, incluido el Premio UMA de Divulgación Científica y el Premio Tesla. En esencia, Francis Villatoro es un académico muy competente que tiende un puente entre los conceptos científicos complejos y el público general a través de su interesante y accesible trabajo de divulgación. Escucha el episodio completo en la app de iVoox, o descubre todo el catálogo de iVoox Originals
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