Un nuevo estudio ha investigado si los eventos de inversión de espín, donde el eje de rotación de un agujero negro binario cruza el plano orbital, pueden distinguirse en las ondas gravitacionales detectadas por el futuro observatorio LISA. Los resultados indican una fuerte degeneración: las señales de binarias con inversión de espín son casi indistinguibles de aquellas sin inversión dentro del modelo restringido utilizado, incluso para movimientos de espín significativos. Esto plantea un desafío para la interpretación de futuras observaciones de LISA.

Las inversiones de espín son un fenómeno predicho en la evolución de sistemas binarios de agujeros negros supermasivos. Mientras que el trabajo analítico sugiere una única inversión en binarias de masas desiguales, las simulaciones de relatividad numérica y los cálculos post-newtonianos muestran múltiples inversiones en binarias de masas comparables. La evolución secular del espín también predice casos adicionales impulsados por cuadrupolos de masa inducidos por el espín. La capacidad de discernir estos efectos en los datos de ondas gravitacionales es crucial para comprender la dinámica de estos sistemas.

Para este estudio, se combinaron las ecuaciones seculares del ángulo de espín con una evolución de frecuencia cuasi-circular de segundo orden post-newtoniano, construyendo una forma de onda restringida ponderada por la sensibilidad promediada en el cielo de LISA. Se analizaron cinco inyecciones de masas casi iguales, con una masa total en el marco del detector de 2x10^5 masas solares, incluyendo casos de múltiples inversiones y uno inducido por cuadrupolo. Cada inyección se comparó con formas de onda físicamente evolucionadas sin cruces del plano orbital. Los resultados mostraron que las mayores coincidencias entre las señales con y sin inversión superaron el 0.999865, incluso para un caso con múltiples cruces del plano orbital, lo que implica una degeneración muy alta.

La implicación principal es que, con las formas de onda restringidas empleadas, la detección de inversiones de espín en binarias de agujeros negros supermasivos con LISA será extremadamente difícil. Para romper esta degeneración, se necesitarán formas de onda más completas que incluyan modulaciones de precesión en el marco del observador, armónicos superiores, polarizaciones separadas y la respuesta completa de LISA. Esto es fundamental para extraer información detallada sobre la dinámica de espín de estos sistemas cósmicos a partir de las futuras observaciones.