Un mapa simulado de la Vía Láctea tal como aparecería en las ondas gravitacionales ha dado una poderosa impresión de lo que observarán los futuros detectores espaciales.
Hasta ahora, el triunvirato de detectores terrestres: el Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser (LIGO) en Estados Unidos, Virgo en Italia y KAGRA en Japón han detectado más de 90 eventos de ondas gravitacionales. Todos estos eventos detectados son fusiones de masa estelar. agujeros negros y/o estrellas de neutrones en galaxias distantes; No se han encontrado eventos de ondas gravitacionales provenientes de nuestro Via Láctea.
Sin embargo, nuestra galaxia está llena de las llamadas binarias ultracompactas, que solían ser estrellas binarias pero que desde entonces han evolucionado hasta convertirse en restos estelares.
“Los sistemas binarios… llenan la Vía Láctea, y esperamos que muchos de ellos contengan objetos compactos como enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros en órbitas estrechas”, dijo Cecilia Chirenti, de la Universidad de Maryland y Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASAen un declaración. “Pero necesitamos un espacio observatorio para “escucharlos” porque sus ondas gravitacionales zumba a frecuencias demasiado bajas para los detectores terrestres.”
Tierraobservatorios vinculados como LIGO son capaces de detectar ondas gravitacionales de frecuencias entre 5 y 20.000 Hertz. Las binarias ultracompactas de nuestra galaxia, a medida que giran en espiral una alrededor de otra y eventualmente se fusionan, tienen frecuencias en el rango de milihercios.
Se están trabajando en varios detectores de ondas gravitacionales espaciales. El Agencia Espacial EuropeaLa Antena Espacial de Interferómetro Láser (LISA) de China está a la vanguardia, y se prevé su lanzamiento en la década de 2030, mientras que los científicos chinos también tienen dos conceptos de misión, llamados TianQin y Taiji, respectivamente.
Chirenti es parte de un equipo, dirigido por Kaitlyn Szekerczes del Laboratorio de Astrofísica Gravitacional Goddard de la NASA, que ahora ha simulado la intensidad y frecuencia de las ondas gravitacionales emitidas por binarias ultracompactas en la Vía Láctea. La imagen resultante muestra cómo observatorios como LISA podrán estudiar la Vía Láctea en ondas gravitacionales del mismo modo que los astrónomos la estudian en rayos X. rayos gamma etcétera. La imagen simulada muestra binarias ultracompactas concentradas en el plano del disco espiral de la Vía Láctea y desbordándose hacia el halo galáctico.
“Nuestra imagen es directamente análoga a una vista de todo el cielo con un tipo particular de luz, como la visible, la infrarroja o los rayos X”, dijo el miembro del equipo James Ira Thorpe, que también trabaja en la NASA Goddard. “La promesa de las ondas gravitacionales es que podemos observar el universo de una manera totalmente diferente, y esta imagen realmente lo hace evidente”.
Hasta la fecha, los astrónomos conocen sólo un puñado de binarias ultracompactas con períodos orbitales inferiores a una hora, lo que colocaría los objetos compactos lo suficientemente cerca entre sí como para emitir ondas gravitacionales detectables. Encontrarlos es difícil porque las estrellas de neutrones y los agujeros negros no emiten mucha luz. Aquí es donde LISSA llegará: las binarias ultracompactas deberían irradiar brillantemente en ondas gravitacionales, lo que permitirá a LISA descubrir decenas de miles de ellas.
Cuanto más corto es el período orbital de un binario ultracompacto, mayor es la frecuencia y menor la amplitud de las ondas gravitacionales que emiten. Si están muy juntos, puede incluso haber alguna transferencia de masa entre los dos objetos que los astrónomos podrían seguir con telescopios ópticos, de rayos X y de rayos gamma. Los científicos se refieren a esta fusión de electromagnético y observaciones de ondas gravitacionales como “mensajeros múltiples”. astronomía“.
Los detalles de la imagen simulada se publicaron en un artículo en La revista astronómica este pasado mes de junio.