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Científicos gallegos vinculan la fusión de estrellas de bosones a una onda gravitacional

Investigadores de la USC y de la Universidad de Aveiro determinaron que la colisión de agujeros negros más masiva jamás observada, que produjo la onda gravitacional GW190521, podría ser el resultado de la fusión de dos estrellas de bosones.
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SANTIAGO DE COMPOSTELA, 24 Feb. (EUROPA PRESS)

Un equipo internacional de científicos, liderado por el Instituto Gallego de Física de Altas Energías (IGFAE), centro mixto de la USC y de la Xunta, junto con investigadores de la Universidad de Aveiro, han determinado que la colisión de agujeros negros más masiva jamás observada, que produjo la onda gravitacional GW190521, podría ser el resultado de la fusión de dos estrellas de bosones.

Esta sería, indica la USC, la primera prueba de la existencia de estos objetos hipotéticos que constituyen uno de los principales candidatos para formar la materia oscura, la cual representa un 27% del Universo.

Las ondas gravitacionales son ondas en el tejido del espacio-tiempo que viajan a la velocidad de la luz y cuya existencia fue predicha por Einstein en 1916 dentro de su teoría general de la relatividad. Estas ondas se originan en los eventos más violentos del Universo, llevando consigo la información sobre su origen.

Desde 2015, el ser humano puede observar e interpretar ondas gravitacionales gracias a los dos detectores Advanced LIGO (Livingston y Hanford, EE.UU.) y al detector Virgo (Cascina, Italia). Hasta ahora, estos detectores han observado alrededor de 50 ondas gravitacionales, originadas durante las fusiones de dos de los entes más misteriosos del universo: agujeros negros y estrellas de neutrones.

Estas ondas gravitacionales, explica la USC, podrían permitir en el futuro observar nuevos tipos de objetos celestes y dar pistas sobre problemas fundamentales de la ciencia como, por ejemplo, la naturaleza de la materia oscura.

Onda GW190521 y estrellas de bosones

En septiembre de 2020, las colaboraciones científicas LIGO y Virgo (LVC) anunciaron la onda gravitacional GW190521. De acuerdo con el análisis realizado, esta señal era compatible con la fusión de dos agujeros negros de 85 y 66 veces a masa del sol, lo que dio lugar a un agujero negro final de 142 masas solares. Este ultimo es el primero de una nueva familia de agujeros negros: los agujeros negros de masa intermedia.

El hallazgo reviste una gran importancia, destacan los científicos, ya que dichos agujeros negros eran considerados una especie de eslabón perdido entre dos familias ya conocidas: los agujeros negros de masa estelar que se forman por el colapso de una estrella y los agujeros negros supermasivos que se esconden en los centros de las galaxias, incluyendo la Vía Láctea.

En un artículo publicado este miércoles en Physical Review Letters, un equipo de científicos liderado por Juan Calderón Bustillo y Nicolás Sanchis-Gual, propuso un nuevo origen para la señal GW190521: la fusión de dos objetos exóticos conocidos como estrellas de bosones.

Estas estrellas son objetos hipotéticos que constituyen uno de los principales candidatos para formar lo que se conoce como materia oscura, y que representa aproximadamente el 27% de todo el contenido del universo. Asumiendo este tipo de colisión, el equipo fue capaz de calcular la masa del constituyente fundamental de estas estrellas, una nueva partícula conocida como bosón ultraligero, billones de veces más ligera que un electrón.

El equipo comparó la GW190521 con simulaciones por ordenador de fusiones de estrellas de bosones y encontraron que estas explican los datos ligeramente mejor que el análisis realizado por LIGO y Virgo. El resultado implica que la fuente de la señal tendría propiedades distintas a las predichas originalmente.

Este resultado no solo podría significar la primera observación de estrellas de bosones, sino también la de sus componentes fundamentales, un nuevo tipo de partícula conocido como bosón ultraligero.

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