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Silvana TapiaHéctor SocasJuan Carlos GilGastón Giribetrayos gamma estrellas 130 masas solarescreación de pares en estrellas yukun suninestabilidad de pares entre 100 y 130 masas solaresGastón GiribetHéctor Socas130 masas solares250 masas solares100 masas solares110 masas solares40 masas solares80 masas solaresGottliebGW23112323 de noviembre de 2023LIGO
Inestabilidad de pares entre 100 y 130 Masas solares
Con
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Gastón Giribet explica cómo las estrellas con entre 100 y 130 masas solares generan rayos gamma que crean electrones y positrones, pero en una cantidad insuficiente para afectar significativamente su presión.
…quedó nada. Ahora, lo que dice Héctor es muy importante porque es muy abstruso. En general, ¿no? Siempre. Siempre, siempre. No, pero en este caso es muy importante porque muestra cuán complejo puede ser; puede ser una cosa medio autosuficiente este problema. Por ejemplo, las estrellas que tienen no más de 130 masas solares, sino las que tienen entre 100 y 130 masas solares, ya están generando rayos gamma que generan electrones y positrones, pero no de la manera copiosa suficiente como para que eso baje mucho su presión. Es bastante complicado eso. Por eso de 100 a 130 masas solares todavía, aunque hay creación de pares, no hay inestabilidad de pares. Lo que has dicho de ¿Que si dejas a la luz otros caminos de hacer cosas, invierte su energía en eso? Me ha recordado cinco órdenes de magnitud más sencillo. El caso de un plano inclinado en el que pones dos cilindros o dos anillos con la misma masa pero de distinto momento de…
Significado #1 · Palabras #1
Gastón Giribet explica la existencia de una 'brecha de masas' en los agujeros negros, un rango de masa (entre 50 y 150 masas solares) donde se espera encontrar menos agujeros negros.
Habla: Gastón GiribetSignificado #9brecha de masas agujeros negrosrango 50 a 150 masas solaresmodelos estelares brecha de masas…que no podrían existir o conclusiones que sacamos pero que cuando resolvimos las ecuaciones para sacar tal conclusión estuvimos asumiendo quizá demasiada simetría quizá algo que no era exactamente lo que ocurría. Y de esto trata lo que quiero contar que es El llamado, uno de los dos llamados, porque hay un límite inferior y un límite superior: la llamada brecha o gap de masas en los agujeros negros. Es el hecho de que no esperamos ver muchos agujeros negros que tengan un rango de masas entre, podemos decir, 50, 60 masas solares y 150 masas solares. Los límites no están claros porque dependen de los modelos estelares, pero en esa brecha, digamos grosso modo entre 50 masas solares y 150 masas solares, no esperamos ver muchos agujeros negros. ¿Por qué? Porque creemos, o creíamos, o hasta ahora creemos, que no hay un mecanismo de una muerte estelar que dé origen a un agujero negro, de esas masas; Recordemos que los agujeros negros aparecen tras la muerte de estrellas, estrellas muy muy masivas,…
Gastón Giribet explica la formación de agujeros negros con una masa superior a la solar, centrándose en las estrellas muy masivas entre 130 y 250 masas solares.
Habla: Gastón GiribetPalabras #2agujeros negros masivos 80 masas solaressupernova por inestabilidad de pares gastón giribetexplosión vesánica detrito colapsanteestrellas masivas más de 130 masas solaresreacciones termonucleares en estrellas muy masivaspares partícula antipartícula generación…mucho más grande al comienzo, que haga un gran proceso, que explote en una supernova Que deje un detrito más masivo, que siga colapsando, exhausto de su combustible nuclear, forma un agujero negro ¿Cómo forma un agujero negro más, más, más, más masivo? Bueno, hay un límite y ese es el punto. Las estrellas que formarían un agujero negro de, digamos, por caso, 80 masas solares existen, pero no pueden formar un agujero negro porque explotan de manera tan vesánica que no dejan ningún detrito atrás que pueda seguir colapsando. Eso es lo que se creía. Eso se conoce como supernova por inestabilidad de pares. El nombre es raro, pero tiene que ver con los pares de partícula y antipartícula que se generan. Cuando una estrella es muy muy masiva, digamos, más de 100 masas solares, pero de las que voy a hablar son las que tienen más de 130 masas solares; entre 130 y 250 masas solares. Esas estrellas, que son raras pero hay, generan unas reacciones termonucleares que acadecen en sus entrañas, son Tan energéticas que generan muchos rayos gamma al generar rayos gamma. Los rayos gamma pueden transformarse, es un fotón, un fotón de rayos gamma, es luz, pero muy alta energía. Tienen energía suficiente que tienen transformada en masa, más del doble de la…
Gastón Giribet explica cómo las estrellas con una masa entre 130 y 250 masas solares explotan en supernovas de inestabilidad de pares, un tipo de explosión tan violenta que no deja detritos.
Habla: Gastón GiribetSignificado #3 · Palabras #3masa entre 130 y 250 masas solaresexplosión supernova sin detritosagujeros negros masa entre 50 y 150explosión reduce masa agujero negromasa solar como referencia de tamaño…Entonces eso genera que baja abruptamente la presión adentro de la estrella y entonces la gravedad gana de golpe, a una velocidad enorme. Eso genera una explosión tan grande, que a diferencia de las estrellas menos masivas, esa explosión no deja nada detrás. Entonces, los agujeros negros que se formarían por una estrella de tal masa, no se forman porque directamente nos queda detrito. Esto se cree que entonces, recapitulando, una estrella que entre 130 y 250 masas solares explota, pero explota por un tipo de supernova muy particular, que se conoce como supernova de inestabilidad de pares, que es tan tan violenta que no deja ningún detrito y por ende no forma ningún agujero negro. Entonces los agujeros negros se forman tras la muerte de Estrellas que tienen entre 10 masas solares y 130 masas solares, o a partir de estrellas que tienen más de 250 masas solares, pero no estrellas que tengan entre 130 y 250 masas solares. Claro, el agujero negro formado por ellas sería de menor masa, sería entre 50, porque mucho se va en la explosión. Entonces, sería entre 50 y 150 masas solares. No esperamos ver agujeros negros de ese tipo, o al menos no muchos, ¿por qué? Porque hay otro canal de formación de agujeros negros que ya son estos, una colisión de dos agujeros negros previos. Dos agujeros negros de, qué sé yo, 40 masas solares pueden dar lugar a un agujero negro de 70 y tantas masas solares. Entonces, los que…
Gastón Giribet analiza la formación de agujeros negros con masas entre 140 y 150 masas solares, un rango donde su existencia es inesperada.
Habla: Gastón GiribetSignificado #6evento ondas gravitacionales gw231123colisión agujeros negros masa solaragujero negro 137 masas solaresagujeros negros masas 140-150 solaresagujeros negros segunda generaciónvelocidades exorbitantes agujeros negrosbrecha de masa agujeros negros inesperados…ver agujeros negros, pero ¿qué pasa? LIGO, Virgo, empezaron a detectar que sí los hay. Las detecciones de ondas gravitacionales nos empezaron a decir que sí los hay, y hay un caso muy emblemático que fue una observación de LIGO del 23 de noviembre del 2023. Gastón, se nos ha perdido tu micrófono. ¿En serio? Ahora, ahora está, sí, debiste darle al botón ahí. Te pido disculpas, me dijo: “No, acá salió un cartel que decía: internet está inestable, aunque estoy conectado con el cable, pero bueno, perdón”. No, le decía que hay un evento de ondas gravitacionales muy peculiar, detectado el 23 de noviembre de 2023, el GW231123, que es un evento de colisión de dos agujeros negros de muchísima masa los dos, uno de 80 y tantas masas solares y el otro de 137 masas solares los dos, al menos uno de ellos, el que tiene 80 y tantas masas solares, 85, 88, algo así. Está en este rango de masa donde no esperas verlos y el otro también, porque el límite superior es 140, 150 y este tiene 137 masas solares con algún error. Así que puede ser que incluso los dos estén dentro de la brecha de los que esperas no ver, o mejor dicho, esperas ver pocos. Puede ser que los dos sean ya agujeros negros de una segunda generación; esto es muy poco probable. Y por otro lado, estos dos agujeros negros, aparte están en esta brecha de masa de los que no esperas ver muchos. Se encontraron entre sí; cada uno de ellos venía girando sobre su propio eje a velocidades exorbitantes, un porcentaje importante de la velocidad de la luz. Recordemos que los agujeros negros pueden tener masa y spin, y el spin tiene como mucho, hay un límite superior para el spin que es que su superficie no gire más rápido que la luz Cuando gira tan rápido como la luz, o el 90 y tanto por ciento de la velocidad de la luz, que hay objetos…
Gastón Giribet discute la formación de agujeros negros masivos, específicamente considerando un escenario donde una estrella de 200 masas solares colapsa.
Habla: Gastón GiribetSignificado #15estrella 200 masas solares colapsaformación agujeros negros masivos gottliebpresión de radiación electrones positronescolapso violento sin detritos…cosa que es el campo magnético Entonces, lo que estas personas hacen es no estudiar la colisión de los agujeros negros, sino replantearse esta pregunta ¿Puede formarse un agujero negro de más de 50 masas solares directamente por el colapso de una estrella? ¿Una estrella de, digamos, 200 tantas masas solares? Habíamos dicho que no, porque las estrellas están masivas, generan un par de electrones positrones que hacen que baje mucho la presión de radiación y entonces el colapso es tan violento que entonces no deja ningún detrito. Ok, pero ¿es ese el escenario que vos consideraste el más general? ¿Qué pasa, dice Gottlieb y sus colaboradores, si hacemos una Simulación de magnetohidrodinámica, o me gusta decir a mí gravito magnetohidrodinámica, porque es magnetohidrodinámica, pero no de la que uno estudia en la facultad, que esas son ecuaciones complicadas, pero no tan complicadas, sino en el espacio-tiempo…
Gastón Giribet continúa explicando cómo se comportan las estrellas masivas, comparándolas con una vaca para ilustrar su complejidad.
Habla: Gastón GiribetSignificado #18estrella masiva 250 masas solaressimulaciones magnetohidrodinámicas estrellas colapsantesnúcleo de helio fronduoso estrella…se dan cuenta que es mucho más abstruso que la vaca esférica. La vaca tiene cuernos, tiene manchitas, tiene patitas, tiene detalles que puede hacer que se comporte no simplemente rodando, sino haciendo otras cosas, corcoveos y cosas raras De esos corcoveos de vacas, vamos a hablar ahora, que es cómo se comporta una estrella cuando tenés en cuenta todo esto, una estrella muy masiva Y se dan cuenta de lo siguiente, suponen que hay una estrella que tiene una estrella muy muy masiva, digamos algo así como 250 masas solares una estrella de 250 masas solares, de aquellas que esperamos que si tienen un poquito menos no puedan formar agujeros negros de ese rango de masas y que tengan mucho helio, un core de helio muy fronduoso lo que puede pasar, lo que hacen estos es simulaciones magnetohidrodinámicas de principio a fin desde que la estrella empieza a colapsar hasta que Se forma el agujero negro y luego se encuentra con el otro y colisiona; es una simulación impresionante. Nadie hizo esta simulación nunca antes, o sea. Los tipos empiezan con una estrella de 250 masas solares con ciertas propiedades: no mucha metalicidad, es…
Gastón Giribet describe el proceso de colapso de una estrella masiva para formar un agujero negro, explicando cómo una estrella inicial de 250 masas solares reduce su masa a 150.
Habla: Gastón GiribetSignificado #5 · Palabras #14colapso fuerte simulación agujero negroestrella inicial 250 masas solaresagujero negro 40 masas solarespérdida de materia estrella 100 masas solares…cambiando por hacer fusión nuclear; la estrella va colapsando, va colapsando y hace un colapso y puede formar el primer colapso. Lo primero que pasa es que la estrella libera muchísima, muchísima materia y queda una estrella más pequeña de 150 masas solares. Esta estrella de 150 masas solares sigue haciendo un colapso fuerte, pero ese colapso fuerte, según las simulaciones, es lo que genera dentro de la estrella. Es un agujero negro, un agujero negro de unas 40 masas solares. Recordemos: la estrella tenía 250, empieza a colapsar y gasta un montón de materia hasta que reduce su materia a un montonazo, de 250 a 150 masas solares. Imaginemos la diferencia; o sea, hay 100 masas solares que se perdieron en la primera etapa. Esa estrella de 150 Masas solares que todavía no forma un agujero negro. Lo que va haciendo se va comprimiendo, se va comprimiendo. Y adentro, cuando la estrella tiene una masa de unas 110 masas solares, adentro se forma un agujero negro de unas 40 masas solares. Y el agujero…
Gastón Giribet describe la estructura interna de una estrella con una masa de 110 masas solares, donde se forma un agujero negro central rodeado por otro agujero negro y un disco de acreción.
Habla: Gastón GiribetSignificado #8agujero negro central estrella giribetdisco de acreción agujero negro giribetestrella masiva 110 masas solares…se va comprimiendo. Y adentro, cuando la estrella tiene una masa de unas 110 masas solares, adentro se forma un agujero negro de unas 40 masas solares. Y el agujero negro alrededor tiene un disco de acreción. Todo esto ocurre adentro de una estrella. Adentro de la estrella hay un agujero negro que en torno a él tiene un agujero negro de unas 40 masas solares, que en torno a él tiene un disco de acreción y que la estrella todavía lo envuelve y tiene unas 110 masas solares. Es la estrella aún mucho más masivo. Pero esto sigue ocurriendo y en un momento la dinámica del disco, y también depende del campo magnético; es muy sutil lo del campo magnético, porque el campo magnético lo tenés que poner de afuera, depende de las condiciones de la estrella. Entonces los tipos…
Gastón Giribet describe cómo un agujero negro interno, originariamente con 40 masas solares, crece hasta alcanzar las 80 masas solares y una velocidad de rotación del 80% de la velocidad de la luz.
Habla: Gastón GiribetSignificado #10agujero negro interno 40 masas solarescrecimiento agujero negro 80 masas solaresvelocidad rotación agujero negro 80 luzestrella 250 masas solaresagujero negro 80 masas solaresspin giratorio estrella masivacorrelación masa spin estrellas…de partículas y radiación perpendiculares al disco y eso empieza a quitar mucho momento angular, o no, dependiendo del momento magnético que haya en juego. Pero puede pasar en unos escenarios que si el campo magnético es moderado, ese agujero negro que Estaba dentro de una estrella tenía 40 masas solares. Empieza a crecer, empieza a cretar, empieza a cretar. Llega a tener 80 masas solares y el momento angular puede haber crecido del 50% de la velocidad de la luz. La velocidad de rotación al 80% de la velocidad de luz. Exactamente el tipo de objeto que colisionan acá. Las simulaciones muestran que hay una larga genealogía bastante compleja que te lleva de una estrella de 250 masas solares con poca metalicidad y mucho helio a un agujero negro de 80 masas solares que, encima lo más interesante, es que el mismo dependió de haber llegado a tal masa que gire mucho. Hay una suerte de correlación entre las estrellas que se pueden formar en ese rango de masas y que tengan un spin muy grande. ¿Por qué? Porque los mecanismos que hacen que se vaya perdiendo masa en este proceso, recordemos un proceso que ocurre adentro de una estrella que involucra un agujero negro, un disco de acreción y jets relativistas disparados, los procesos que hacen que…
Gastón Giribet explica cómo simulaciones sugieren la posibilidad de generar agujeros negros de más de 80 masas solares a partir del colapso de una estrella masiva, sin necesidad de dos agujeros negros preexistentes.
Habla: Gastón GiribetSignificado #17simulaciones agujeros negros 80 masas solarescolapso estrella primera generacióncampo magnético proceso simulación…del colapso de una estrella de 200 masas solares, por ejemplo, por decir algo en el medio, del rango de masas. Si uno tiene en cuenta detalles propios de la metalicidad o, mejor dicho, la baja metalicidad y la composición de las estrellas pero también y sobre todo la dinámica de rotación, el spin y los campos magnéticos de este proceso hay un mecanismo que las simulaciones dicen que está mostrado en el cual se pueden generar agujeros negros de más de 80 masas solares a partir de una primera generación. No necesitaste dos agujeros negros que le den origen, sino con el colapso de una estrella lo suficientemente masiva. Todo esto es muy importante porque, para los que nos sigan hace tiempo, hemos hablado muchas Veces del rango de masas, hemos hablado muchas veces de la inestabilidad de pares, de supernovas, y cuán sorprendente es el hecho de que LIGO nos está diciendo de diferentes maneras, de una manera muy abigarrada, que siempre hay más agujeros negros de los que…
Gastón Giribet explica cómo las estrellas con entre 100 y 130 masas solares generan rayos gamma que crean electrones y positrones, pero en una cantidad insuficiente para afectar significativamente su presión.
Habla: Gastón GiribetSignificado #1 · Palabras #1rayos gamma estrellas 130 masas solarescreación de pares en estrellas yukun suninestabilidad de pares entre 100 y 130 masas solares…quedó nada. Ahora, lo que dice Héctor es muy importante porque es muy abstruso. En general, ¿no? Siempre. Siempre, siempre. No, pero en este caso es muy importante porque muestra cuán complejo puede ser; puede ser una cosa medio autosuficiente este problema. Por ejemplo, las estrellas que tienen no más de 130 masas solares, sino las que tienen entre 100 y 130 masas solares, ya están generando rayos gamma que generan electrones y positrones, pero no de la manera copiosa suficiente como para que eso baje mucho su presión. Es bastante complicado eso. Por eso de 100 a 130 masas solares todavía, aunque hay creación de pares, no hay inestabilidad de pares. Lo que has dicho de ¿Que si dejas a la luz otros caminos de hacer cosas, invierte su energía en eso? Me ha recordado cinco órdenes de magnitud más sencillo. El caso de un plano inclinado en el que pones dos cilindros o dos anillos con la misma masa pero de distinto momento de…