en un estudio reciente publicado en Astronomía y Letras Astrofísicasun equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) usó varios modelos de computadora para examinar 69 agujeros negros binarios confirmados para ayudar a determinar su origen y encontró que los resultados de sus datos cambiaron según las configuraciones del modelo.
Esencialmente, la entrada alteró consistentemente la salida, y los investigadores desean comprender mejor cómo y por qué ocurre esto y qué pasos se pueden tomar para obtener resultados más consistentes.
“Cuando cambias el modelo y lo haces más flexible o haces suposiciones diferentes, obtienes una respuesta diferente sobre cómo se formaron los agujeros negros en el universo”, dijo Sylvia Biscoveanu, estudiante de posgrado del MIT que trabaja en el Laboratorio LIGOy coautor del estudio, dijo en un declaración.
“Mostramos que las personas deben tener cuidado porque aún no estamos en la etapa con nuestros datos en la que podemos creer lo que nos dice el modelo”.
Como estrellas binarias, agujeros negros binarios son dos objetos masivos que se orbitan entre sí, y ambos tienen la capacidad de colisionar o fusionarse, y otra característica compartida es que los agujeros negros a veces nacen del colapso de estrellas masivas moribundas, también conocidas como supernovas.
Pero cómo se originaron los agujeros negros binarios sigue siendo un misterio, ya que hay dos hipótesis actuales con respecto a su formación: “evolución binaria de campo” y “ensamblaje dinámico”.
La evolución binaria de campo implica cuando un par de estrellas binarias explotan, lo que da como resultado dos agujeros negros en su lugar, que continúan orbitándose entre sí como antes.
Dado que inicialmente se orbitaban entre sí como estrellas binarias, se cree que sus giros e inclinaciones también deberían estar alineados.
Los científicos también plantean la hipótesis de que sus giros alineados indican que se originaron en un disco galáctico, dado su entorno relativamente pacífico.
El ensamblaje dinámico implica cuando dos agujeros negros individuales, cada uno con su propia inclinación y giro únicos, finalmente se unen mediante procesos astrofísicos extremos para formar su propio sistema binario de agujeros negros.
Actualmente se plantea la hipótesis de que este emparejamiento probablemente ocurriría en un entorno denso como un cúmulo globular, donde miles de estrellas en estrecha proximidad podrían forzar la unión de dos agujeros negros.
La verdadera pregunta es: ¿Qué fracción de agujeros negros binarios se originan a partir de cada método respectivo? Los astrónomos creen que esta respuesta se encuentra en los datos, específicamente en las mediciones del giro de los agujeros negros.
Usando los 69 agujeros negros binarios confirmados, los astrónomos han determinado que estos objetos masivos podrían originarse tanto en cúmulos globulares como en discos galácticos.
El Laboratorio LIGO de Estados Unidos ha trabajado con su homólogo italiano, Virgopara determinar los espines (períodos de rotación) de los 69 agujeros negros binarios confirmados.
“Pero queríamos saber, ¿tenemos suficientes datos para hacer esta distinción?”. dijo Biscoveanu. “Y resulta que las cosas son complicadas e inciertas, y es más difícil de lo que parece”.
Para el estudio, los investigadores ajustaron continuamente una serie de modelos informáticos para determinar si sus resultados coincidían con las predicciones de cada modelo.
Uno de esos modelos se configuró para asumir que solo una fracción de los agujeros negros binarios se produjeron con espines alineados, mientras que el resto tiene espines aleatorios. Se configuró otro modelo para predecir una orientación de giro moderadamente contrastante.
Al final, sus hallazgos indicaron que los resultados cambiaron constantemente de acuerdo con los modelos modificados.
Esencialmente, los resultados se alteraron constantemente en función de los ajustes del modelo, lo que significa que es probable que se necesiten más datos que los 69 agujeros negros binarios confirmados para tener resultados más consistentes.
“Nuestro artículo muestra que su resultado depende completamente de cómo modele su astrofísica, en lugar de los datos en sí”, dijo Biscoveanu.
“Necesitamos más datos de los que pensábamos, si queremos hacer una afirmación que sea independiente de las suposiciones astrofísicas que hacemos”, dijo Salvatore Vitale, profesor asociado de física, miembro del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial. en el MIT, y autor principal del estudio.
Pero, ¿cuántos datos más requerirán los astrónomos? Vitale estima que la red LIGO podrá detectar un nuevo agujero negro binario cada pocos días, una vez que la red vuelva a funcionar a principios de 2023.
“Las medidas de los giros que tenemos ahora son muy inciertas”, dijo Vitale.
“Pero a medida que construimos muchos de ellos, podemos obtener mejor información. Entonces podemos decir, sin importar el detalle de mi modelo, los datos siempre me cuentan la misma historia, una historia que luego podríamos creer”.
Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Leer el artículo original.