Las semillas de los primeros agujeros negros podrían ser reveladas por ondas gravitacionales detectadas en el espacio
27/6/2016 de Royal Astronomical Society
Gas y estrellas en una lámina de las simulaciones EAGLE correspondientes al momento actual. La intensidad muestra la densidad del gas, mientras que el color corresponde a un código de temperaturas. Los investigadores utilizaron las simulaciones EAGLE para predecir el ritmo al que podrían detectarse ondas gravitacionales producidas por choques entre agujeros negros supermasivos. Crédito: The EAGLE project/Stuart McAlpine.
Las ondas gravitacionales captadas por detectores instalados en el espacio podrían ayudar a identificar los orígenes de los agujeros negros supermasivos, según nuevas simulaciones por computadora del Universo. Un equipo de científicos, encabezado por el Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham, ha realizado simulaciones cosmológicas enormes que pueden utilizarse para predecir el ritmo al que serán detectadas las ondas gravitacionales causadas por colisiones entre agujeros negros monstruosos. La amplitud y frecuencia de estas ondas podría revelar la masa inicial de las semillas a partir de las cuales crecieron los primeros agujeros negros desde que se formaron hace 13 mil millones de años, proporcionando más pistas sobre qué los causó y dónde se formaron.
El estudio combinó simulaciones del proyecto EAGLE (que tiene como objetivo crear simulaciones realistas del Universo en computadoras) junto con un modelo para calcular señales de ondas gravitacionales. Los investigadores concluyen que debería de ser posible realizar dos detecciones de ondas gravitacionales al año provocadas por colisiones entre agujeros negros supermasivos, utilizando instrumentos instalados en el espacio como el detector eLISA (Evolved Laser Interferometer Space Antenna), cuyo lanzamiento está previsto para 2034.
eLISA se colocará en el espacio y será por lo menos 250 000 veces mayor que los detectores que se encuentran en la Tierra, por lo que será capaz de detectar ondas gravitacionales de frecuencia mucho menor, causadas por colisiones entre agujeros negros supermasivos que tendrían la masa de hasta un millón de veces la masa de nuestro Sol.
Las teorías actuales sugieren que las semillas de estos agujeros negros fueron el resultado del crecimiento y colapso de la primera generación de estrellas del Universo, o de las colisiones entre estrellas en cúmulos estelares densos, o del colapso directo de estrellas extremadamente masivas del Universo temprano. Como cada una de estas teorías predice masas iniciales diferentes para las semillas de los agujeros negros supermasivos, las colisiones producirán señales distintas de ondas gravitacionales. Esto significa que las posibles detecciones de eLISA podrían ayudar a identificar el mecanismo que ayudó a crear los agujeros negros supermasivos y el momento en la historia del Universo en el que se formaron.
