La primera fuente de ondas gravitacionales de la evolución aislada de dos estrellas en el rango de 40-100 masas...

Área de la Ciencia:

• La astrofísica
• Astronomía de las ondas gravitacionales
• Evolución estelar

Sus antecedentes:

• El primer evento de ondas gravitacionales detectado, GW150914, involucró la fusión de dos agujeros negros masivos.
• Los modelos anteriores carecían de precisión en la simulación de progenitores de estrellas binarias masivas y de baja metalicidad, lo que limita las predicciones de fusiones de agujeros negros.

Objetivo del estudio:

• Para realizar simulaciones numéricas de alta precisión de la formación de agujeros negros binarios de estrellas binarias aisladas.
• Proporcionar un marco para interpretar GW150914 y predecir futuros eventos de ondas gravitacionales de las fusiones de agujeros negros.

Principales métodos:

• Simuló la evolución de estrellas binarias masivas aisladas con una física realista.
• Se centra en las fases de transferencia de masa y de envoltura común en entornos de baja metalicidad.
• Calculó la formación de agujeros negros, giros y tasas de fusión.

Principales resultados:

• Las fusiones masivas de agujeros negros probablemente se forman en entornos con <10% de metalicidad solar de estrellas de 40-100 masas solares.
• La mayoría de los agujeros negros binarios se forman sin supernovas, reteniendo giros casi natales.
• El modelo de formación clásico propuesto predice ~ 40 veces más fusiones que los canales de formación dinámica.

Conclusiones:

• El estudio proporciona un modelo robusto para interpretar y predecir fusiones masivas de agujeros negros detectadas a través de ondas gravitacionales.
• Los futuros observatorios de ondas gravitacionales podrían detectar ~ 1,000 fusiones de agujeros negros anualmente con masas totales de entre 20 y 80 masas solares.
• Las estrellas progenitoras probablemente se formaron ~ 2 mil millones o ~ 11 mil millones de años después del Big Bang.