Distinguir las poblaciones de agujeros negros alineados e isotrópicos con ondas gravitacionales

Área de la Ciencia:

• La astrofísica
• Astronomía de las ondas gravitacionales

Sus antecedentes:

• La detección directa de las ondas gravitacionales (GW) de la fusión de agujeros negros binarios (BBH) proporciona información crucial sobre su formación.
• La orientación del giro de los agujeros negros en un sistema binario ofrece pistas sobre su origen: las interacciones dinámicas favorecen los giros isotrópicos, mientras que la coformación de pares estelares sugiere giros alineados.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la distribución de la orientación del espín de los agujeros negros binarios utilizando datos de ondas gravitacionales.
• Distinguir entre diferentes canales de formación (interacciones dinámicas frente a la evolución binaria aislada) basado en las alineaciones de espín observadas.

Principales métodos:

• Análisis del parámetro de "espín efectivo" para cuatro posibles fusiones de BBH (GW150914, LVT151012, GW151226, GW170104).
• Comparación estadística de las distribuciones de espín efectivas observadas con modelos que predicen orientaciones de espín isotrópicas y alineadas, teniendo en cuenta las grandes magnitudes de espín.

Principales resultados:

• Los giros efectivos de los sistemas BBH observados muestran una ligera preferencia contra una distribución angular alineada en comparación con una isotrópica (relación de probabilidades de 0,015).
• La inclusión de diez detecciones potenciales adicionales reduce significativamente esta relación de probabilidades a 2,9 × 10−7 frente a la alineación.

Conclusiones:

• Los datos actuales de ondas gravitacionales sugieren una preferencia por orientaciones de espín isotrópicas o magnitudes de espín bajas en los sistemas BBH observados.
• Las observaciones futuras con más detecciones proporcionarán una mayor confianza en la confirmación o refutación de los modelos de distribución de espín predominantes.