Les col·laboracions científiques internacionals Virgo i LIGO han anunciat el descobriment d’un objecte compacte d’aproximadament 2,6 masses solars, que se situa en un interval entre l’estel de neutrons més massiu i el forat negre més lleuger mai vists.
Fa uns 800 milions d’anys, aquest objecte es va fusionar amb un forat negre de 23 masses solars i, en fer-ho, va emetre una intensa ona gravitacional: GW190814, que va ser detectada a la Terra l’agost de 2019 pel detector Advanced Virgo (Pisa, Itàlia) i els dos detectors Advanced LIGO (Livingston i Hanford, Estats Units). Atès que l’observació aïllada d’aquesta ona no permet distingir si l’objecte compacte és un forat negre o un estel de neutrons, la seva naturalesa exacta encara és un misteri.
El descobriment de l’ona GW190814 és molt important per a la comunitat científica internacional, perquè qüestiona l’existència del que s’anomena forat en la distribució de masses o mass gap. Aquest concepte es refereix a la manca d’observacions d’objectes compactes amb masses en l’interval entre les 2,5 i les 5 masses solars, la qual cosa ha desconcertat durant anys els astrònoms.
Aquesta misteriosa zona grisa és el forat en la distribució de masses: un interval de masses aparentment massa petites per ser un forat negre i massa grosses per ser un estel de neutrons. Tant els uns com els altres es formen quan estels molt massius esgoten el seu combustible nuclear i exploten com a supernoves. El que en queda depèn de la quantitat que roman del nucli de l’estel. Els nuclis menys massius tendeixen a formar estels de neutrons, mentre que els més massius col·lapsen en forats negres. Ara bé, la línia que els separa no és clara i suposa un repte per a la comunitat científica.
Una descoberta basada en els models de formes d’ona elaborats a la UIB
A l’hora de caracteritzar el senyal de l’ona gravitacional GW190814, les col·laboracions Virgo i LIGO s’han servit dels models teòrics de formes d’ona elaborats pels investigadors del grup de recerca en Física Gravitacional: Teoria i Observació (GRAVITY) de la Universitat de les Illes Balears. Per desenvolupar aquests models ha estat essencial l’ús del superordinador més potent de l’Estat espanyol, el Mare Nostrum. En l’elaboració d’aquests models hi han participat directament el doctor Sascha Husa, professor contractat doctor del Departament de Física de la UIB, i els investigadors Juan Calderón i Francesc Jiménez, doctorats de la UIB, i Cecilio García, que defensarà la tesi doctoral a la UIB el mes de juliol que ve.
L’equip de la UIB, que lidera la doctora Alícia Sintes, ha participat en la col·laboració científica LIGO des del començament. En el marc de LIGO, els investigadors de la UIB participaren en una fita històrica per a la ciència: la primera detecció d’ones gravitacionals, ondulacions de l’espaitemps que arriben a la Terra a la velocitat de la llum procedents d’un esdeveniment catastròfic a l’univers. Aquest descobriment va ser mereixedor del premi Nobel de Física l’any 2017.
