Jue. Ene 23rd, 2020

Detectan ondas gravitacionales por fusion de 2 estrellas de neutrones

El 25 de abril de 2019, el Observatorio Ligo, en Livingston (Luisiana, EE. UU.) detectó lo que parecían ser ondas gravitacionales de una colisión de dos estrellas de neutrones.

Ahora, un nuevo estudio confirma que este evento fue probablemente el resultado de una fusión de dos estrellas de neutrones, en lo que sería la segunda vez que este tipo de evento se observa en ondas gravitacionales.

La primera observación de este tipo, que tuvo lugar en agosto de 2017, hizo historia por ser la primera vez que se detectaron ondas gravitacionales y luz del mismo evento cósmico.

La fusión del 25 de abril, por el contrario, no resultó en la detección de luz. Sin embargo, a través de un análisis solo de los datos de ondas gravitacionales, los investigadores han aprendido que la colisión produjo un objeto con una masa inusualmente alta.

Las estrellas de neutrones son los restos de estrellas moribundas que sufren explosiones catastróficas a medida que colapsan al final de sus vidas. Cuando dos estrellas de neutrones se juntan en espiral, se someten a una fusión violenta que envía estremecimientos gravitacionales a través de la estructura del espacio y el tiempo.

«A partir de observaciones convencionales con luz, ya sabíamos de 17 sistemas binarios de estrellas de neutrones en nuestra propia galaxia y hemos estimado las masas de estas estrellas», dijo, en un comunicado, Ben Farr, miembro del equipo LIigo con sede en la Universidad de Oregón.

«Lo sorprendente es que la masa combinada de este binario es mucho mayor de lo que se esperaba», agregó.

«Hemos detectado un segundo evento consistente con un sistema binario de estrellas de neutrones y esta es una confirmación importante del evento de agosto de 2017 que marcó un nuevo comienzo emocionante para la astronomía de mensajería múltiple hace dos años», añadió Jo van den Brand, portavoz de Virgo y profesor de la Universidad de Maastricht y Nikhef y VU University Amsterdam en los Países Bajos.

La astronomía de múltiples mensajeros ocurre cuando se presencian diferentes tipos de señales simultáneamente, como las basadas en ondas gravitacionales y luz.

El estudio, presentado en The Astrophysical Journal Letters, está escrito por un equipo internacional compuesto por la Colaboración Científica Ligo-Virgo, la última de estas asociada con el detector de ondas gravitacionales en Italia. Los resultados fueron presentados en el marco de la edición número 235 de la reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Honolulu, Hawai.

Ligo se convirtió en el primer observatorio en detectar directamente ondas gravitacionales en 2015; en ese caso, las ondas fueron generadas por la colisión de dos agujeros negros. Desde entonces, Ligo y Virgo han registrado docenas de fusiones de agujeros negros candidatos adicionales.

La fusión de estrellas de neutrones de agosto de 2017 fue presenciada por los detectores de Ligo, de Livingston y Hanford (Washington), junto con una gran cantidad de telescopios ópticos en todo el mundo (las colisiones de estrellas de neutrones producen luz, mientras que las colisiones de agujeros negros no).

Esta fusión no era claramente visible en los datos de Virgo, pero ese hecho proporcionó información clave que finalmente identificó la ubicación del evento en el cielo.

Utilizando los datos de Livingston, combinados con la información derivada de los datos de Virgo, el equipo redujo la ubicación del evento a un parche de cielo de más de 8,200 grados cuadrados, o alrededor del 20 por ciento del cielo.

A modo de comparación, el evento de agosto de 2017 se redujo a una región de solo 16 grados cuadrados, o 0.04 por ciento del cielo.

«Este es nuestro primer evento publicado para la detección de un solo observatorio», dijo Anamaria Effler de Caltech, una científica que trabaja en LIGO Livingston.

“Pero Virgo hizo una valiosa contribución. Utilizamos información sobre su no detección para decirnos aproximadamente de dónde debe haberse originado la señal».

Los datos de LIGO revelan que la masa combinada de los cuerpos fusionados es aproximadamente 3.4 veces la masa de nuestro Sol. En la Vía Láctea, los sistemas de estrellas de neutrones binarios conocidos combinan masas de hasta 2,9 veces la del Sol.

Una posibilidad para la masa inusualmente alta es que la colisión tuvo lugar no entre dos estrellas de neutrones, sino una estrella de neutrones y un agujero negro, ya que los agujeros negros son más pesados que las estrellas de neutrones.

Pero si este fuera el caso, el agujero negro tendría que ser excepcionalmente pequeño para su clase.

En cambio, los científicos creen que es mucho más probable que Ligo haya sido testigo de la destrucción de dos estrellas de neutrones.

“Lo que sabemos de los datos son las masas, y las masas individuales probablemente corresponden a estrellas de neutrones. Sin embargo, como sistema binario de estrellas de neutrones, la masa total es mucho más alta que cualquiera de los otros sistemas binarios de estrellas de neutrones galácticos conocidos”, afirma Surabhi Sachde.

REDACCIÓN CIENCIA