Un equipo global de astrónomos ha detectado la chispa brillante de dos estrellas de neutrones que chocan, arrojando luz sobre los orígenes previamente desconocidos de algunos de los elementos pesados del universo.
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El 17 de agosto, los científicos que operaban el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO) detectaron otra ronda de ondas gravitacionales. Los investigadores han visto tales ondas cuatro veces antes, pero este último avistamiento difería del resto: los astrónomos no solo escucharon el "chirrido" de la antigua colisión, sino que vieron un destello de luz.
“Imagina que las ondas gravitacionales son como truenos. Hemos escuchado este trueno antes, pero esta es la primera vez que también hemos podido ver los rayos que lo acompañan ", dice Philip Cowperthwaite, investigador del centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, en un comunicado de prensa.
Predicho por Albert Einstein en 1916, y detectado por primera vez por los científicos en 2015, estas distorsiones en el tejido del espacio-tiempo provienen de movimientos violentos o colisiones de objetos celestes. Pero los científicos aún no han podido identificar los objetos que causan estas distorsiones. En septiembre, los investigadores anunciaron que estaban reduciendo la fuente de las ondas mediante la triangulación entre dos observatorios LIGO en los EE. UU. Y el observatorio europeo Virgo.
Aun así, hasta ahora los investigadores se han quedado en la oscuridad en gran medida sobre dónde ocurren las colisiones. Se creía que los pitidos anteriores provenían de colisiones de agujeros negros, que como su nombre indica, emiten poca o ninguna luz, lo que los hace casi imposibles de detectar en el cielo nocturno.
Pero esta vez era diferente.
Inmediatamente después del chirrido de esta última detección de ondas gravitacionales, el telescopio espacial Fermi de la NASA registró un destello de radiación gamma. Entonces, los investigadores comenzaron a enviar alertas a los colaboradores de todo el mundo sobre la emocionante oportunidad; tal vez podrían imaginar la colisión.
El estudiante graduado Charlie Kilpatrick, que operaba un telescopio en Chile, fue el primero en detectarlo: una pequeña mota de luz al lado de la galaxia NGC 4993, que se encuentra a unos 130 millones de años luz de la Tierra. Los equipos que operan 70 telescopios en cada continente (incluida la Antártida) entrenaron sus miras en esta región del cielo, escudriñándola en un rango de longitudes de onda desde rayos X hasta ondas de radio en busca de la fuente de estas ondas cósmicas.
Con base en sus observaciones, los científicos creen que estas últimas ondas provienen de la fusión violenta de dos estrellas de neutrones: los restos densos y moribundos de estrellas masivas después de que se someten a una supernova. Los científicos observaron indirectamente que los escombros de la colisión se movían a velocidades tan rápidas que los modelos sugieren que solo podrían lograrse si dos de estos cuerpos celestes chocaran. Estas dos estrellas de neutrones ahora famosas probablemente se formaron hace aproximadamente 11 mil millones de años, según el análisis del astrónomo de su galaxia, y desde entonces se han estado desplazando lentamente.
"Esta es la primera vez que podemos escuchar la espiral de muerte de dos estrellas de neutrones, y también ver los fuegos artificiales que surgieron de su fusión", Vicky Kalogera, director del Centro de Investigación e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica de la Universidad Northwestern y líder en la LIGO. Colaboración científica, dijo hoy en una conferencia de prensa sobre el hallazgo.
El espectáculo de luces de la colisión contenía pistas aún más interesantes para desenredar. Los investigadores han especulado durante mucho tiempo que los elementos más pesados del universo, como el oro o el platino, surgieron de las explosiones, o kilonovas, producidas por las fusiones de estrellas de neutrones. Al observar la luz proveniente de NGC 4993, los astrónomos vieron evidencia reveladora de la radiación producida por la materia de la kilonova que se enfría en elementos pesados. Según los investigadores, una sola kilonova puede producir el valor completo de la Tierra de estos elementos raros.
Los resultados iniciales de esta detección se publicaron hoy en la revista Physical Review Letters, con más estudios en el futuro cercano.
Los astrónomos involucrados en esta detección ven un futuro brillante y sonoro para la llamada astronomía "multi-mensajera", o el uso de ondas gravitacionales y luz antigua para estudiar los mismos eventos y objetos en el cielo. Como dijo el portavoz de Virgo, Jo van den Brand, en la conferencia de prensa: "Creo que esto es una demostración de lo que la humanidad puede lograr si nos lo proponemos y si colaboramos".
