GW190521 (inicialmente S190521g ) [5] era una señal de onda gravitacional resultante de la fusión de dos agujeros negros . Posiblemente se asoció con un destello de luz coincidente; si esta asociación es correcta, la fusión se habría producido cerca de un tercer agujero negro supermasivo . [2] [6] El evento fue observado por los detectores LIGO y Virgo el 21 de mayo de 2019 a las 03:02:29 UTC, [7] y publicado el 2 de septiembre de 2020. [4] [5] [8] El evento fue 17 mil millones de años luz de distancia de la Tierra, [nota 1] [5] [9]dentro de un 765 ° 2 área [nota 2] [10] hacia Coma Berenices , bastones Venatici , o Phoenix . [1] [2] [6] [11]
Fecha | 21 de mayo de 2019 |
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Instrumento | LIGO , Virgo [1] [2] |
Ascensión recta | 12 h 49 m 42,3 s [3] |
Declinación | −34 ° 49 ′ 29 ″ [3] |
Época | J2000.0 |
Distancia | 5.300 megaparsecs (17.000 Mly ) [4] |
A 85 y 66 masas solares ( M ☉ ) respectivamente, los dos agujeros negros que componen esta fusión son las mayores masas progenitoras observadas hasta la fecha. [12] El agujero negro resultante tenía una masa equivalente a 142 veces la del Sol, lo que la convierte en la primera detección clara de un agujero negro de masa intermedia . Las 9 masas solares restantes se irradiaron como energía en forma de ondas gravitacionales. [4] [5] [8]
Importancia física
GW190521 es un descubrimiento significativo debido a las masas del gran agujero negro resultante y de uno o ambos de los agujeros negros constituyentes más pequeños. La teoría de la evolución estelar predice que una estrella no puede colapsar en un agujero negro de más de 65 M ☉ , dejando una brecha de masa de agujero negro por encima de 65 M ☉ . La85+21
−14 M ☉ [nota 3] y142+28
−16 M ☉ agujeros negros observados en GW190521 están de manera concluyente en la brecha de masa, lo que indica que puede estar poblada por la fusión de agujeros negros más pequeños. [4]
Solo se había observado anteriormente evidencia indirecta de agujeros negros de masa intermedia, aquellos con entre 100 y 100.000 masas solares , y no estaba claro cómo se habían formado. [13] Los investigadores plantean la hipótesis de que se forman a partir de una serie jerárquica de fusiones, en las que cada agujero negro es el resultado de fusiones sucesivas que involucran agujeros negros más pequeños. [8]
Según el miembro del equipo de descubrimiento Vassiliki Kalogera de la Universidad Northwestern , "esta es la primera y única medida de masa firme / segura de un agujero negro de masa intermedia en el momento de su nacimiento ... Ahora sabemos de manera confiable al menos una forma [tales objetos pueden forma], a través de la fusión de otros agujeros negros ". [9]
Posible contraparte electromagnética
En junio de 2020, los astrónomos informaron sobre observaciones de un destello de luz que podría estar asociado con GW190521. La instalación transitoria de Zwicky (ZTF) informó una fuente óptica transitoria dentro de la región del disparador GW190521, aunque como la incertidumbre en la posición del cielo era de cientos de grados cuadrados, la asociación sigue siendo incierta. Si los dos eventos están realmente vinculados, se afirma que el evento es el primer hallazgo de una fuente electromagnética relacionada con la fusión de dos agujeros negros. [2] [3] [6] [14] Las fusiones de agujeros negros no suelen emitir luz. Los investigadores sugieren que podría explicarse si la fusión de los dos agujeros negros más pequeños envió al agujero negro de masa intermedia recién formado en una trayectoria que se precipitó a través del disco de acreción de un agujero negro supermasivo cercano pero no relacionado, interrumpiendo el material del disco y produciendo un agujero negro supermasivo cercano. llamarada de luz. El agujero negro recién formado habría viajado a 200 km / s (120 mi / s) a través del disco, según los astrónomos. [15] Si esta explicación es correcta, la llamarada debería repetirse después de aproximadamente 1,6 años [3] cuando el agujero negro de masa intermedia vuelva a encontrarse con el disco de acreción. [15]
Según Matthew Graham, astrónomo principal del estudio, "Este agujero negro supermasivo estuvo burbujeando durante años antes de esta llamarada más abrupta. La llamarada se produjo en la escala de tiempo correcta y en el lugar correcto, coincidiendo con el evento de ondas gravitacionales. . En nuestro estudio, llegamos a la conclusión de que la llamarada es probablemente el resultado de la fusión de un agujero negro, pero no podemos descartar por completo otras posibilidades ". [15]
Posible excentricidad
Si bien el análisis de datos original de LIGO / Virgo asumió un modelo de forma de onda inspiral cuasi circular, las publicaciones posteriores afirmaron que esta fuente podría haber sido significativamente excéntrica. Romero-Shaw y col. mostró que los datos se describen mejor mediante una forma de onda excéntrica sin precesión conque un modelo cuasi circular de precesión de espín. [16] Utilizando formas de onda excéntricas basadas en la relatividad numérica , Gayathri et al. 2020 encontró el mejor ajuste con y masas de origen 102+7
−11 M ☉ para ambos BH fusionados. [17]
Ver también
- Astronomía de ondas gravitacionales
- Lista de observaciones de ondas gravitacionales
- Astronomía de mensajeros múltiples
Notas
- ^ "El evento se desarrolló a una distancia casi inimaginable de la Tierra, en un lugar que ahora está a 17 mil millones de años luz de distancia según los cálculos cosmológicos estándar que describen un universo en expansión". [9]
- ↑ El área relativamente grande y distante del cielo dentro de la cual se afirma que es posible localizar la fuente.
- ^ Esta notación se utiliza para indicar la incertidumbre asimétrica .
Referencias
- ^ a b "Información de superevento - S190521g" . LIGO . 21 de mayo de 2019. Archivado desde el original el 28 de junio de 2020 . Consultado el 25 de junio de 2020 .
- ^ a b c d Cofield, Calla (25 de junio de 2020). "Colisión de agujero negro puede haber explotado con luz" . NASA . Archivado desde el original el 28 de junio de 2020 . Consultado el 25 de junio de 2020 .
- ^ a b c d Graham, MJ; et al. (2020). "Contraparte electromagnética candidata al evento de onda gravitacional de fusión de agujero negro binario S190521g" (PDF) . Cartas de revisión física . 124 (25): 251102. arXiv : 2006.14122 . Código Bibliográfico : 2020PhRvL.124y1102G . doi : 10.1103 / PhysRevLett.124.251102 . PMID 32639755 . S2CID 220055995 . Archivado (PDF) desde el original el 11 de julio de 2020 . Consultado el 5 de septiembre de 2020 .
- ^ a b c d Abbott, R .; et al. (2 de septiembre de 2020). "Propiedades e implicaciones astrofísicas de la fusión de agujero negro binario de 150 M ⊙ GW190521" . El diario astrofísico . 900 (1): L13. arXiv : 2009.01190 . Código Bib : 2020ApJ ... 900L..13A . doi : 10.3847 / 2041-8213 / aba493 .
- ^ a b c d Abbott, R .; et al. (2 de septiembre de 2020). "GW190521: una fusión de agujero negro binario con una masa total de 150 M ⊙" . Cartas de revisión física . 125 (10): 101102. arXiv : 2009.01075 . Código Bibliográfico : 2020PhRvL.125j1102A . doi : 10.1103 / PhysRevLett.125.101102 . PMID 32955328 .
- ^ a b c Overbye, Dennis (25 de junio de 2020). "¿Dos agujeros negros colisionando no es suficiente? Que sea tres: los astrónomos afirman haber visto un destello de la fusión de dos agujeros negros dentro de la vorágine de un tercero, mucho más grande" . The New York Times . Archivado desde el original el 25 de junio de 2020 . Consultado el 25 de junio de 2020 .
- ^ "Gatillo GW S190521g ('GW 190521')" . Universidad de Leicester . 2020. Archivado desde el original el 28 de junio de 2020 . Consultado el 26 de junio de 2020 .
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- ^ Mo, Geoffrey (21 de mayo de 2020). "Circular GCN - Número: 24640 - LIGO / Virgo S190521g: localización del cielo actualizada" . NASA . Archivado desde el original el 27 de junio de 2020 . Consultado el 27 de junio de 2020 .
- ^ Centro de Graduados, CUNY (25 de junio de 2020). "La colisión de un agujero negro puede haber explotado con luz" . Phys.org . Archivado desde el original el 26 de junio de 2020 . Consultado el 26 de junio de 2020 .
- ^ Siegel, Ethan (3 de septiembre de 2020). "La fusión masiva más grande de LIGO jamás predice una revolución de agujero negro" . Forbes . Archivado desde el original el 4 de septiembre de 2020 . Consultado el 5 de septiembre de 2020 .
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- ^ "La colisión de un agujero negro puede haber explotado con luz" . ScienceDaily . 26 de junio de 2020. Archivado desde el original el 26 de junio de 2020 . Consultado el 26 de junio de 2020 .
- ^ a b c Carpineti, Alfredo (25 de junio de 2020). "Los astrónomos pueden haber observado la primera llamarada de una colisión de agujero negro" . IFLScience . Archivado desde el original el 29 de junio de 2020 . Consultado el 26 de junio de 2020 .
- ^ Romero-Shaw, I .; et al. (23 de octubre de 2020). "GW190521: excentricidad orbital y firmas de formación dinámica en una señal de fusión de agujero negro binario" . El diario astrofísico . 903 (1): 5. arXiv : 2009.04771 . Código Bibliográfico : 2020ApJ ... 903L ... 5R . doi : 10.3847 / 2041-8213 / abbe26 .
- ^ Gayathri, V .; et al. (2020). "GW190521 como una fusión de agujero negro altamente excéntrica". arXiv : 2009.05461 [ astro-ph.HE ].
enlaces externos
- "GW190521" . LIGO .
- Video (1:14:15): Webinar GW190521 en YouTube ( LIGO ; 3 de septiembre de 2020).
- Video (00:30): Simulación de fusión de agujeros negros en YouTube ( AEI ; 2 de septiembre de 2020).
Coordenadas : 12 h 49 m 42,3 s , -34 ° 49 '29 "