Por @Wicho — 16 de Octubre de 2017

Impresión artística de la fusión de dos estrellas de neutrones

Por fin se ha confirmado lo que adelantaba Craig T. Wheeler en un «inocente» tuit hace unos meses: telescopios de todo el mundo –y algunos en el espacio– han podido observar por primera vez en todo el espectro electromagnético –incluyendo la luz visible– la fusión de dos estrellas de neutrones después de que Ligo y Virgo detectaran las ondas gravitacionales provenientes de esta fusión.

El 17 de agosto de 2017 tanto los dos detectores de ondas gravitacionales Ligo como el detector europeo Virgo detectaron el paso por la tierra de una señal ahora conocida como GW170817. Y un par de segundos más tarde tanto el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA como Integral, el telescopio espacial de rayos gamma internacional de la ESA, detectaron un estallido de rayos gamma corto en la misma zona del cielo.

El software que analiza los datos obtenidos por Ligo y Virgo calculó que era muy poco probable que esto fuera una coincidencia, lo que permitió lanzar una alerta para que telescopios de todo el mundo intentaran observar la misma zona del espacio a ver qué «veían».

El primero en anunciar que había visto un nuevo punto de luz donde antes no había nada fue el Telescopio Swope de 1 metro. Este punto está muy cerca de NGC 4993, una galaxia lenticular en la constelación de Hidra, que está a unos 130 millones años luz de la Tierra, algo que fue confirmado rápidamente en el infrarrojo por el telescopio Vista, y algo que concordaba con la estimaciones de LIGO y Virgo.

Y así, hasta 70 observatorios de todo el mundo, incluyendo los del Observatorio Europeo Austral y los del Observatorio Interamericano del Cerro Tololo en Chile, los Pan-STARRS y Subaru en Hawaii, e incluso el Hubble y el Insight-HXMT chino, comenzaron una campaña de observación que ha permitido estudiar el evento y sus efectos en una amplia gama de longitudes de onda, incluyendo el espectro visible.

Pero lo cierto es que por mucho que estuviéramos preparados para «acer la cencia» en este caso tuvimos suerte porque la galaxia NGC 4993 sólo es observable en agosto al atardecer y para septiembre ya estaba demasiado cerca del Sol en el cielo para poder ser observada.

Estas observaciones confirma por fin que la fusión de dos estrellas de neutrones es capaz de producir ondas gravitacionales, algo que ya preveía la teoría, aunque también tuvimos suerte con la distancia a la que ocurrió esta colisión, esos 130 millones de años luz, pues las ondas gravitacionales producidas por este tipo de colisiones son mucho más débiles que las producidas por agujeros negros, a las que corresponden las tres detecciones anteriores.

También apunta fuertemente a que estas fusiones son las que producen los estallidos de rayos gamma de corta duración, un fenómeno cuyo origen desconocemos a ciencia cierta.

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La fusión de ambas estrellas produjo también lo que tiene toda la pinta de ser una kilonova, un evento explosivo 1.000 veces más brillante que una nova y cuya existencia predecía también la teoría. Las observaciones realizadas coinciden mucho con lo previsto por los modelos teóricos y parecen confirmar que los elementos pesados, como el plomo y el oro, se crean en estas colisiones en un fenómeno conocido como proceso r de captura neutrónica, algo que hasta ahora solo se había teorizado.

Otra concepción artística de la fusión de estrellas de neutrones y sus consecuencias
NSF/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet

En la imagen anterior la red ondulada del espacio-tiempo representa las ondas gravitacionales que son producidas por la fusión de las dos estrellas de neutrones, mientras que los rayos estrechos muestran las explosiones de rayos gamma que se disparan hacia fuera justo unos pocos segundos después de las ondas gravitacionales. La nubes arremolinadas de material expulsado desde las estrellas fusionadas también están representadas. Las nubes brillan en el rango visible y en otras longitudes de onda de la luz.

Así que cuando decíamos que la primera detección de ondas gravitacionales abría una nueva ventana al universo e inauguraba una nueva era para la astronomía parece que no exagerábamos; una sola observación, y es previsible que lleguen muchas más, nos ha permitido ir afianzando modelos teóricos en los que hasta ahora no habíamos podido avanzar.

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