Astronomía – Entre cientIFIC@s

Escuchando el sonido del cosmos: ¿agujeros negros o el descubrimiento de nuevas estrellas?

Las ondas gravitatorias detectadas por los interferómetros LIGO y Virgo nos han proporcionado una nueva forma de observar el Universo. ¿Y si entre las observaciones realizadas hubiera algún evento inesperado? Si existe algún objeto exótico muy parecido a un agujero negro, ¿cómo lo podríamos diferenciar?

En los últimos años los agujeros negros están ganando cierta popularidad. Así lo indican las recientes detecciones de ondas gravitatorias, o la concesión de varios Premios Nobel en los últimos años a estos temas. Pero, ¿qué se sabe realmente sobre los agujeros negros? Es popularmente conocido aquello de que son regiones del espacio con una fuerza de atracción gravitatoria tan intensa que ni siquiera la luz podría escapar de ellos. Esto implica que, en la práctica, se observen como objetos invisibles u “oscuros” (de ahí el nombre). Esta propiedad es, efectivamente, muy notable, y quizás por ello los agujeros negros suelan despertar interés incluso en gente ajena a la física. Sin embargo, un aspecto tan o incluso más importante, y considerablemente más desconocido, es que aunque no podamos ver a los agujeros negros, sí que podemos realmente “escucharlos”. ¿Cuál es el sonido característico de los agujeros negros?

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El Nobel de Física, orbitando agujeros negros

En esta segunda entrada sobre el Nobel de Física 2020 comentamos la mitad observacional del premio, otorgado a Andrea Ghez y Reinhard Genzel por demostrar la existencia de un gigantesco agujero negro en el centro de nuestra galaxia.

La mitad observacional del Nobel de 2020 ha recaído en Andrea Ghez (Universidad de California en Los Ángeles) y en Reinhard Genzel (Instituto Max Planck de Física Extraterrestre), por los trabajos que, desde mediados de los años noventa del siglo pasado, han demostrado la presencia de un objeto oscuro y supermasivo en el centro de la Via Láctea. En otras palabras, por aportar pruebas sobre la existencia de los agujeros negros y, en particular, los de tipo supermasivo. Según el consenso mayoritario en Astrofísica y Cosmología, estos objetos ocupan el centro de las galaxias y han sido determinantes en la formación e historia de estas y, por ende, en la historia del Universo.

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Agujeros negros y un Nobel de Física “matemático”

Los agujeros negros han sido los grandes protagonistas del Premio Nobel de Física 2020. En esta primera entrada comentamos qué son los agujeros negros y repasamos las contribuciones de Sir Roger Penrose, físico matemático y uno de los galardonados.

El pasado 6 de octubre se anunció que el Premio Nobel de Física de este año iba dedicado a la predicción teórica y observación astrofísica de agujeros negros. Concretamente, la mitad del premio fue otorgado al físico matemático Roger Penrose “por el descubrimiento de que la formación de agujeros negros es una predicción robusta de la teoría de relatividad general”, mientras que la otra mitad del premio fue galardonada a los astrofísicos Andrea Ghez y Reinhard Genzel “por el descubrimiento de un objeto compacto supermasivo en el centro de nuestra galaxia”.

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¿Es fosfina todo lo que reluce?

Seguro que habéis escuchado que “se ha descubierto vida en Venus”. Pero, ¿es esto realmente así? Nuestro invitado especial Víctor M. Rivilla nos lo aclara.

El pasado 14 de septiembre un grupo de astrofísicos anunció a bombo y platillo la (posible) detección de fosfina en la atmósfera de Venus. Esta pequeña molécula, formada por un átomo de fósforo y tres de hidrógeno (PH₃), causó un gran revuelo mediático, porque los autores afirmaban que su presencia en Venus podría indicar la existencia de vida. De un día para otro, la química del fósforo más allá de nuestro planeta se convirtió en “trending topic” a escala mundial. Personalmente, como astrofísico que ha dedicado buena parte de los últimos años a la detección en el espacio de moléculas con fósforo, recibí la noticia con gran curiosidad… y algún recelo. Pero antes de hablar en detalle de la fosfina venusiana, expliquemos por qué el fósforo es tan interesante.

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El sonido del silencio (II)

Continuamos el relato iniciado en el artículo anterior, en el que comenzamos hablando de la teoría de la Relatividad General de Einstein y terminamos resaltando una de sus predicciones más peculiares: la existencia de ondas gravitatorias. En esta ocasión hablaremos de la primera detección directa de estas ondulaciones del espacio-tiempo por el experimento LIGO, un hito sin precedentes en la física que nos abre una nueva ventana al cosmos.

Las variaciones infinitesimales que mencionamos en el pasado artículo se intentan medir con gigantescos interferómetros Michelson-Morley con cavidades Fabry-Pérot, en los que las masas prueba están separadas por unos pocos kilómetros y están suspendidas como péndulos en un ambiente de vacío casi perfecto, para aislarlas del ruido sísmico y reducir el ruido térmico. Ejemplos de tal tipo de experimentos son los detectores LIGO (en Hanford y en Livingston, EE.UU.), Virgo (en Cascina, Italia) y KAGRA (en Japón). Analizando las franjas de interferencia del láser del interferómetro, se puede controlar el movimiento de las masas durante su interacción con la radiación gravitatoria. El cambio en la longitud de los brazos al paso de una onda gravitatoria, origina un cambio minúsculo en el patrón de las franjas de interferencia (inexistente en ausencia de señal) a la salida del interferómetro.
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Neutrinos cósmicos: una nueva ventana al Universo

En este blog ya conocemos a los neutrinos, esas misteriosas partículas de las que todavía nos queda mucho por descubrir. En esta entrada seguimos hablando de ellos, profundizando en la forma en que estas interesantes partículas pueden darnos una pista sobre lo que sucede en los eventos más violentos del universo.

Núcleos activos de galaxias, explosiones de rayos gamma, supernovas, galaxias con estallidos de formación estelar. . . Éstos son algunos de los entornos en los que ocurren los fenómenos más violentos del Universo, mucho más allá de nuestro sistema solar e incluso de nuestra propia galaxia. Así, grandes cantidades de energía son liberadas debido a que agujeros negros muy masivos engullen la materia circundante, o debido a la colisión de estrellas de neutrones, o tras la explosión de estrellas masivas, o bien en regiones con un altísimo ritmo de formación estelar. Son todos ellos fenómenos que tienen lugar en condiciones extremas, que nos aportan pistas sobre las leyes fundamentales de la física.

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