A2 Fusiones de Objetos Compactos y Ondas Gravitacionales

Tópico

El protagonista de este modelo es el par de objetos compactos —dos estrellas de neutrones, dos agujeros negros, o una combinación de ambos— que orbitan cada vez más cerca el uno del otro, describiendo una espiral de decaimiento orbital que termina, inevitablemente, en una fusión.

A medida que ese par de objetos compactos irradia energía en forma de ondas gravitacionales, esa radiación hace que el par pierda energía orbital, y esa pérdida de energía orbital hace, a su vez, que la separación entre ambos objetos se reduzca; pero cuanto más se acerca ese par, más intensamente irradia energía gravitacional, de modo que la propia radiación de energía repone y agrava la pérdida de energía orbital que la provocó, cerrando así un lazo que se retroalimenta a sí mismo: menos separación produce más radiación, y más radiación produce menos separación todavía, hasta terminar, sin ninguna posibilidad de detenerse, en la fusión del par en un solo objeto.

La frecuencia de la onda gravitacional que ese par emite durante la espiral final está directamente ligada al doble de la frecuencia orbital del propio par, de modo que ambas frecuencias crecen juntas, cada vez más rápido, en los últimos instantes que preceden a la fusión.

La deformación que esa misma onda gravitacional produce sobre el espacio-tiempo al llegar hasta la Tierra es, sin embargo, extraordinariamente pequeña, y es precisamente esa pequeñez la que exige detectores interferométricos de una sensibilidad extrema para poder registrarla.

Cuando al menos uno de los dos objetos que se fusionan es una estrella de neutrones, la fusión de ese par puede además acompañarse de un destello electromagnético observable, un estallido corto de rayos gamma, de modo que el mismo evento de fusión queda registrado, a la vez, por dos mensajeros completamente distintos. Así, desde la órbita cada vez más cercana con la que arranca este documento hasta ese doble registro con el que termina, pasando por el lazo que retroalimenta a la pérdida de energía orbital y por la frecuencia de la onda gravitacional ligada a la frecuencia orbital, el par de objetos compactos hace que su propia órbita, alimentándose a sí misma, termine por consumirse en una única fusión.

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