Los científicos de la colaboración internacional LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) han publicado un catálogo actualizado de detecciones de ondas gravitacionales, agregando 161 señales recientemente identificadas de agujeros negros en colisión, lo que eleva el número total de eventos confirmados a 390.
El descubrimiento, anunciado en Gravitational Wave Transient Catalog 5.0 (GWTC-5), marca un avance significativo en la astronomía gravitacional y proporciona a los investigadores un conjunto de datos sin precedentes para estudiar algunos de los fenómenos más extremos del universo.
El nuevo catálogo incluye observaciones recopiladas por el detector LIGO de EE. UU., el detector Virgo de Italia y el detector KAGRA de Japón desde abril de 2024 hasta enero de 2025.
El creciente número de detecciones de ondas gravitacionales está ayudando a los científicos a mejorar las mediciones de los agujeros negros, probar leyes físicas fundamentales y refinar las estimaciones de la tasa de expansión del universo.
Algunos de los logros más importantes incluyen evidencia de la existencia de agujeros negros de segunda generación, la localización más precisa de una fuente de ondas gravitacionales jamás lograda y la señal de ondas gravitacionales más clara jamás registrada.
Estos descubrimientos ponen de relieve la rapidez con la que ha madurado el campo desde la primera detección directa de ondas gravitacionales en 2015.
La tasa de detección de ondas gravitacionales sigue aumentando
El último lanzamiento refleja la creciente sensibilidad de los observatorios de ondas gravitacionales en todo el mundo.
Durante las recientes observaciones, la red ha estado detectando de tres a cuatro eventos por semana y se espera que este ritmo aumente a medida que las actualizaciones mejoren el rendimiento del detector.
Los investigadores actualizan el catálogo aproximadamente cada seis meses después de un período de recopilación de datos y perfeccionamiento del detector. Cada nueva observación amplía el conjunto de datos disponible, lo que permite investigaciones más detalladas sobre el origen y la evolución de los agujeros negros y las estrellas de neutrones.
La adición de observaciones de Virgo es particularmente importante para mejorar la precisión de la localización de fuentes de sonido.
Con más detectores trabajando simultáneamente, los astrónomos podrán señalar el origen de los fenómenos de ondas gravitacionales con mucha mayor precisión, aumentando las posibilidades de vincular la señal a una galaxia específica.
Se identifica una fusión récord de agujeros negros
Uno de los descubrimientos más destacados del catálogo es un evento denominado GW240615.
Esta señal, detectada tanto por la instalación LIGO como por Virgo, logró la localización del cielo más precisa jamás registrada para una fuente de ondas gravitacionales. Los científicos han reducido su origen a un área de sólo 6 grados cuadrados en el cielo.
El fenómeno ocurrió cuando dos agujeros negros, aproximadamente 26 y 30 veces la masa del Sol, se fusionaron a más de 3 mil millones de años luz de la Tierra.
La precisión de localización sin precedentes podría resultar valiosa para esfuerzos futuros para identificar galaxias anfitrionas y mejorar las mediciones cosmológicas obtenidas a partir de la detección de ondas gravitacionales.
Las señales más claras permiten la física de precisión
Se dice que otra observación innovadora, GW250114, es la señal de onda gravitacional más fuerte jamás observada. El evento llegó a la Tierra en enero de 2025 y fue provocado por la fusión de dos agujeros negros con masas de aproximadamente 32 y 34 masas solares.
Su extraordinaria relación señal-ruido permitió a los investigadores realizar la prueba más rigurosa hasta el momento de la teoría de la relatividad general de Einstein.
Los datos también proporcionaron más apoyo a las predicciones teóricas sobre el comportamiento de los agujeros negros, incluido el principio de que la superficie total del horizonte de sucesos de un agujero negro aumenta después de una fusión.
Los científicos también pudieron analizar la fase de «anulación» de los agujeros negros recién formados con una precisión sorprendente. Estas oscilaciones producidas tras la fusión proporcionan información valiosa sobre la estructura del espacio-tiempo en condiciones extremas.
Revelada evidencia de agujeros negros de segunda generación
Este catálogo también refuerza la evidencia de la existencia de agujeros negros de segunda generación.
Dos fenómenos conocidos como GW241011 y GW241110 observados a finales de 2024 mostraron características que sugieren que al menos un agujero negro en cada sistema se formó previamente mediante una fusión inicial de agujeros negros.
Se cree que estos objetos se producen en entornos estelares densos donde es más probable que se produzcan colisiones repetidas. Su identificación proporciona nuevas pistas sobre las diversas vías por las que se forman y evolucionan los agujeros negros.
El análisis de cientos de detecciones de ondas gravitacionales también revela un patrón que vincula la masa y el giro de los agujeros negros, lo que sugiere que puede haber múltiples canales de formación en todo el universo. Los investigadores creen que estas tendencias se vuelven más pronunciadas a medida que se expande el catálogo.
Herramientas de crecimiento para comprender el universo.
Más allá de la física de los agujeros negros, se espera que el último catálogo contribuya a una de las cuestiones más apremiantes de la cosmología: la tasa de expansión del universo.
Al combinar mediciones de distancia de señales de ondas gravitacionales con una mejor ubicación de la fuente, los investigadores pueden refinar sus estimaciones de la constante de Hubble y compararlas con otros métodos.
Conjuntos de datos ampliados, combinados con herramientas de análisis más rápidas y detectores más sensibles, brindarán a los científicos una imagen más clara de la población de objetos compactos en todo el universo.
A medida que las observaciones futuras detecten más ondas gravitacionales, los investigadores esperan obtener más información sobre la formación de agujeros negros y estrellas de neutrones, y la evolución a gran escala del universo.
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