Un agujero negro binario (BBH) es un sistema que consta de dos agujeros negros en órbita cercana uno alrededor del otro. Al igual que los agujeros negros, los agujeros negros binarios a menudo se dividen en agujeros negros binarios estelares, formados como restos de sistemas estelares binarios de alta masa o por procesos dinámicos y captura mutua, y agujeros negros supermasivos binarios que se cree que son el resultado de fusiones galácticas.
Durante muchos años, demostrar la existencia de BBH se hizo difícil debido a la naturaleza de los agujeros negros en sí mismos y a los medios limitados de detección disponibles. Sin embargo, en el caso de que un par de agujeros negros se fusionen, se debe emitir una inmensa cantidad de energía como ondas gravitacionales, con formas de onda distintivas que se pueden calcular utilizando la relatividad general. [2] [3] [4] Por lo tanto, a fines del siglo XX y principios del siglo XXI, los BBH se convirtieron en un gran interés científico como una fuente potencial de tales ondas, y un medio por el cual se pudo demostrar que existen ondas gravitacionales. Las fusiones de BBH serían una de las fuentes más fuertes conocidas de ondas gravitacionales en el Universo y, por lo tanto, ofrecen una buena oportunidad de detectar directamente tales ondas. A medida que los agujeros negros en órbita emiten estas ondas, la órbita decae y el período orbital disminuye. Esta etapa se llama agujero negro binario inspiral. Los agujeros negros se fusionarán una vez que estén lo suficientemente cerca. Una vez fusionado, el agujero único se establece en una forma estable, a través de una etapa llamada ringdown, donde cualquier distorsión en la forma se disipa como más ondas gravitacionales. [5] En la fracción final de un segundo, los agujeros negros pueden alcanzar una velocidad extremadamente alta, y la amplitud de la onda gravitacional alcanza su pico.
La existencia de agujeros negros binarios de masa estelar (y las ondas gravitacionales en sí mismas) finalmente se confirmó cuando LIGO detectó GW150914 (detectado en septiembre de 2015, anunciado en febrero de 2016), una firma distintiva de onda gravitacional de dos agujeros negros de masa estelar fusionados de alrededor de 30 masas solares cada uno, que ocurre a unos 1.300 millones de años luz de distancia. En sus momentos finales de espiral hacia adentro y fusión, GW150914 lanzó alrededor de 3 masas solares como energía gravitacional, alcanzando un máximo de 3.6 × 1049 vatios, más que el poder combinado de toda la luz irradiada por todas las estrellas en el universo observable juntas.
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