PALMA 14 Jul.

Investigadores del Grupo Gravity la Universidad de las Islas Baleares (UIB) han participado en una nueva detección de olas gravitacionales de agujeros negros masivos que desafían los modelos astrofísicos actuales.

Según ha indicado la institución universitaria en un comunicado, la Colaboración LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) ha anunciado la detección de la fusión de los agujeros negros más masivos jamás observados mediante ondas gravitacionales, utilizando los Observatorios LIGO Hanford y Livingston, financiados por la Fundación Nacional de Ciencia de EEUU (NSF).

El equipo de la UIB ha tenido una participación destacada en la detección de la fusión que produjo un agujero final con más de 225 veces la masa de nuestro Sol.

La señal, designada GW231123, fue observada durante la cuarta campaña de observación (O4) de la red LVK, el 23 de noviembre de 2023. Los dos agujeros negros que se fusionaron tenían aproximadamente 100 y 140 veces la masa del Sol. Además de su gran masa, ambos giran rápidamente, lo que convierte esta señal en un reto único para interpretar y sugiere la posibilidad de una historia de formación compleja.

Este descubrimiento supone un desafío para la comprensión actual de la formación de agujeros negros, ya que los modelos estándar de evolución estelar no contemplan la existencia de objetos tan masivos.

Una explicación plausible es que los agujeros negros que formaban este sistema binario se originaron a partir de fusiones previas de agujeros negros más pequeños, lo que implicaría un proceso evolutivo más complejo de lo que se pensaba hasta ahora.

Hasta la fecha, se han observado aproximadamente 100 fusiones de agujeros negros mediante ondas gravitacionales. Hasta ahora, el sistema binario más masivo era el origen de la señal GW190521, con una masa total mucho menor de "sólo" 140 veces la del Sol.

Como en otros descubrimientos clave en la astronomía de ondas gravitacionales realizados durante los últimos 10 años, el grupo de Física Gravitacional: Teoría y Observación (Gravity) de la UIB ha desempeñado un papel importante en este descubrimiento y en su interpretación astrofísica.

El análisis de este evento exigió comparar cuidadosamente distintos modelos de forma de onda para entender mejor las incertidumbres en la medición de la señal.

Cuatro de los cinco modelos utilizados fueron desarrollados en la UIB, en el marco de un programa de larga trayectoria liderado por el doctor Sascha Husa, o bien incluyen contribuciones clave del equipo de la UIB. El desarrollo de los dos modelos más eficientes desde el punto de vista computacional fue liderado por la doctora Marta Colleoni y la doctora Eleanor Hamilton. Además, el doctor Antoni Ramos-Buades, recientemente incorporado a la UIB como investigador distinguido, es el principal autor del modelo más reciente desarrollado en el prestigioso Instituto Albert Einstein de Alemania.

Asimismo, dos doctorandos del grupo, Alicia Calafat y Jorge Valencia, formaban parte del equipo del turno de estimación de parámetros de la Colaboración LIGO-Virgo-KAGRA cuando se detectó el evento en noviembre de 2023, lo que significa que estuvieron entre los primeros científicos en trabajar en el análisis de sus parámetros astrofísicos, como las masas y los giros.

El doctor David Keitel también participó en la interpretación de posibles indicios de efectos de lente gravitacional en este evento, aunque estos requieren un estudio más detallado por parte de la colaboración.

El grupo de la UIB ha sido pionero en España en participar en la observación de ondas gravitacionales dentro de las grandes colaboraciones científicas internacionales, pero el campo ha crecido también a nivel nacional, incluyendo ahora a varios otros grupos que participan en la Colaboración Científica LIGO y la Colaboración Virgo, contribuyendo tanto al desarrollo instrumental como al análisis astrofísico de las observaciones.

La señal GW231123, con sus propiedades excepcionales, demuestra que el campo de la astronomía de ondas gravitacionales está más vivo que nunca, acercándose al décimo aniversario de la trascendental primera detección de ondas gravitacionales procedentes de un sistema binario de agujeros negros, GW150914, realizada en septiembre de 2015 y anunciada al mundo en febrero de 2016, con la participación de investigadores de la UIB en este avance histórico.

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