Durante semanas, circularon rumores de que los científicos habían detectado ondas gravitacionales (pequeñas ondas en el espacio y el tiempo) de un nuevo tipo no asociado con la colisión de agujeros negros. Y ahora hemos recibido la confirmación final de que vimos ondas similares producidas por la violenta colisión de dos estrellas superdensas masivas a 100 millones de años luz de la Tierra.
El descubrimiento fue realizado el 17 de agosto por una red global de interferómetros avanzados de ondas gravitacionales que consta de dos detectores LIGO en los Estados Unidos y su primo europeo Virgo en Italia. El descubrimiento es extremadamente importante, sobre todo porque ayuda a resolver algunos de los mayores misterios de la astrofísica, incluida la causa de las llamaradas brillantes conocidas como "explosiones de rayos gamma" y quizás incluso el origen de elementos pesados como el oro.
A continuación, en primera persona: Martin Hendry, profesor de astronomía gravitacional y cosmología en la Universidad de Glasgow.
Como miembro de la colaboración de investigación de LIGO, quedé encantado tan pronto como vi los datos sin procesar. El siguiente período fue definitivamente el más intenso y sin dormir, pero también emocionante, en dos meses de mi carrera.
norte
El anuncio se produce pocas semanas después de que tres científicos fueran galardonados con el Premio Nobel de Física por su importante trabajo que condujo al descubrimiento de ondas gravitacionales, anunciado por primera vez en febrero de 2016. Desde entonces, la detección de ondas gravitacionales de los agujeros negros en colisión se ha ido acercando a nosotros: se han registrado cuatro eventos similares más. Pero hasta donde sabemos, la colisión de agujeros negros solo abre una ventana al lado oscuro del universo. No pudimos capturar la luz de tales eventos con ningún instrumento.
Pero GW170817, el título del evento del 17 de agosto, lo cambió todo. Porque la fuente de las ondas esta vez fueron dos "estrellas de neutrones", remanentes increíblemente densos de estrellas del tamaño de una ciudad, cada una de las cuales pesa más que el sol. Estas estrellas corren unas alrededor de otras a una velocidad gigantesca y luego se fusionan en una colisión terrible, que vimos, aturdiendo la estructura misma del espacio y el tiempo.
Video promocional:
Acertijos resueltos
Ese concierto espacial fue solo el comienzo. Los astrónomos han sospechado durante mucho tiempo que la fusión de dos estrellas de neutrones podría ser una obertura para una breve explosión de rayos gamma, una poderosa explosión de rayos gamma que emiten más energía en una fracción de segundo que el sol en diez mil millones de años. Hemos estado observando rayos gamma durante décadas, pero no sabíamos qué los causaba.
Sin embargo, solo 1,7 segundos después de que las ondas gravitacionales de GW170817 llegaran a la Tierra, el satélite Fermi de la NASA detectó un breve estallido de rayos gamma en la misma región del cielo. LIGO y Virgo encontraron una pistola humeante, y finalmente se estableció el vínculo entre las colisiones de estrellas de neutrones y las ráfagas cortas de rayos gamma.
norte
Una combinación de observaciones de ondas gravitacionales y rayos gamma hizo posible determinar la posición de la explosión cósmica con una precisión de hasta 30 grados cuadrados del cielo, o 100 veces más grande que la luna llena. Esto, a su vez, permitió que toda una batería de telescopios astronómicos, sensibles a la luz de todo el espectro electromagnético, buscaran en esta pequeña área del cielo el resplandor de la explosión. Y lo encontraron, en la parte posterior de la bastante modesta galaxia NGC4993, en la constelación de Hydra.
En los días y semanas siguientes, los astrónomos observaron la agonía, mientras las brasas de la explosión brillaban y se apagaban, fusionándose maravillosamente en una imagen que describía el llamado "kilon". Nace cuando el material rico en partículas subatómicas (neutrones) de la fusión original es expulsado a alta velocidad por un estallido de rayos gamma. Todo esto se arroja al espacio circundante y conduce a la producción de elementos radiactivos pesados.
Los elementos inestables luego decaen a un estado estable con emisión de radiación. Esto conduce al resplandor de la kilonova, que confirmamos dibujando un mapa detallado. Nuestras observaciones también apoyaron la teoría de que los productos finales estables de estas cadenas de reacción incluyen una gran cantidad de metales preciosos como el oro y el platino. Si bien sospechábamos que las estrellas de neutrones desempeñaban un papel clave en la creación de estos elementos en el espacio, esta hipótesis ahora parece mucho más convincente. De hecho, la kilonova, que se formó a partir de los escombros de GW170817, podría producir oro del tamaño de toda la Tierra: 1000 billones de toneladas.
Al observar la kilonova "íntima" por primera vez, y ver qué tan bien encaja en el guión gráfico astronómico que se desarrolla y que comenzó con la fusión de una estrella de neutrones, los astrónomos han dado un gran salto hacia la comprensión de estos brutales eventos cósmicos.
La idea de que todos estamos hechos de polvo de estrellas es increíblemente popular en la conciencia cultural, en todas partes, desde documentales hasta letras de canciones. Pero el concepto alucinante de que el oro de nuestros anillos de boda y relojes Rolex está hecho de polvo de estrellas de neutrones es aún más interesante. Aún más emocionante es el enorme potencial que se abre en nuevos enfoques radicales para la exploración espacial.
Trabajando juntos, utilizando instrumentos que no solo funcionan en todo el espectro de luz, sino que también son sensibles a las ondas gravitacionales e incluso a los neutrinos, los astrónomos están preparados para abrir una ventana completamente nueva al universo. Por ejemplo, ya han utilizado sus observaciones para realizar la primera medición conjunta de la tasa de expansión del universo utilizando tanto ondas gravitacionales como luz.
En breve aparecerán nuevos resultados. Con esta explosión, apenas comienza una nueva y emocionante era de la astronomía multijugador.
Ilya Khel
