El pasado 17 de agosto, a las 7:41 a. m., un evento detectado en los telescopios del Observatorio de Ondas Gravitatorias por Interferometría Láser (LIGO, por sus siglas en inglés) en Estados Unidos, cambió el día de trabajo cotidiano para la mayoría de los astrónomos.
Dos estrellas de neutrones, pesadas y densas se movían en espiral rápidamente entre sí. Confome su "danza" avanzaba, esta se hacía más rápida y las estrellas se iban acercando más y más, hasta llegar a más de 100 vueltas por segundo y chocar. Esto sucedió a 130 millones de años luz de la Tierra, en una galaxia llamada NGC 4993.
Las estrellas de neutrones normalmente no son tan activas. Se trata de remanentes de lo que alguna vez fue una estrella gigante (de un tamaño mucho mayor que nuestro sol) y que explotó. Son pequeñas, pero su densidad es mucho mayor a la de muchísimos cuerpos celestes. Durante su formación, las estrellas de neutrones rotan en el espacio. A medida que se comprimen y encogen, el giro en espiral se acelera, y los científicos comprobaron, por primera vez, que si giran cerca de otra estrella similar, pueden colisionar y fusionarse en una sola.
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Esta colisión liberó una estela de las llamadas ondas gravitacionales, vibraciones del espacio-tiempo, que se generan tras eventos cósmicos a gran escala como la explosión de una supernova, la colisión entre galaxias o, como en este caso, la colisión de dos estrellas de neutrones.
Las imágenes –tomadas por los 70 telescopios de LIGo– mostraron una explosión mil veces más poderosa que la de una supernova. A esto se le llama kilonova.
Los astrónomos de LIGO se pusieron en contacto con profesionales del Observatorio Virgo en Italia.
"En seguida contactamos con Virgo preguntar si también lo habían visto", explicó este lunes a la prensa David Shoemaker, portavoz de la colaboración LIGO, al dar a conocer los resultados de este hallazgo.
Virgo tenía un problema en sus transferencia de datos y no pudo responder al intante.
Dos segundos después de que este evento captado por los telescopios de LIGO, satélites de la Agencia Espacial Europea detectaron una estela de rayos en la misma dirección de la colisión.
Unos 40 minutos después, los equipos de Virgo confirmaron recibir esas ondas.
"Estaba en la consulta del dentista cuando recibí el mensaje de texto", comentó a la prensa Benoit Mours, director de investigación del Centro Nacional de Investigación Científica francés, y responsable científico de la colaboración con Virgo para Francia.
"En seguida me fui al laboratorio nuestro 'chat' al teléfono estaba volviéndose loco", añadió.
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No era para menos, estaban ante lo que los científicos hoy confirman como una nueva era en la astronomía.
De acuerdo con un comunicado de la Universidad de Chicago (uno de los centros de estudio que colaboran con LIGO), esto representa un logro mayor. Hace dos años LIGO detectó pr primera vez ondas gravitacionales en hoyos negros –lo que les valió a los científicos el Premio Nobel de Física 2017–, pero esta vez se va mucho más allá. Esta unión de las dos estrellas de neutrones dejó una estela de luz visible durante varios días. Esto permitió que los telescopios pudieran detectar de una mejor forma lo que había sucedido.
Esto dio como resultadola primera medición de un evento causante de ondas gravitacionales (el kilonova, en este caso) por múltiples medios: óptico, rayos Gamma, rayos X, y la medición de las mismas ondas gravitacionales.
Aportes
¿Qué significa este hallazgo? Los aportes de esto son muchos para la ciencia, al punto, que este lunes se publicaron siete estudios científicos en las prestigiosas revistas Nature y Science.
De acuerdo con Peter Mészáros, investigador de la Universidad Estatal de Pensilvania y uno de los colaboradores de este logro, hay al menos tres hitos científicos con esta observación. La revista Science recogió sus impresiones.
El primero es que explica los orígenes de algunas explosiones de rayos gamma, el segundo tipo de eventos más poderoso del cosmos –después de los hoyos negros–. Desde la década de 1990, los teóricos habían pensado que las explociones menores a dos segundos de duración se originaba cuando una estrella neutrona se transformaba en un hoyo negro (las explosiones mayores, que incluso duran minutos se veían como colapsos de estrellas mayores). Sin embargo, esto hace ver que hay otro tipo de explosiones cortas que pueden generarse con la fusión de dos estrellas de neutrones.
El segundo hallazgo mayor es que se logró comprobar la existencia de los kilonovas, estas explosiones que por un breve espacio son mil veces más brillantes que una nova. Al unirse estas dos estrellas generan tal cantidad de energía que lleva a formar ondas de un color muy similar al azul.
Y el tercer logro viene de la propia observación del kilonova y responde una de las dudas que por años había cuestionado a físicos nucleares: el origen de la mitad de los elementos que son más pesados que el hierro, como el oro, la plata o el platino. El nuevo descubrimiento explica que estos elementos se originaron tras la energía liberada del movimiento en espiral previo a la muerte de estrellas de neutrones.
¿Qué sucederá en la investigación de estos cuerpos celestes? Los científicos confirman que aún queda mucho por estudiar acerca de la vida de las estrellas de neutrones, como su formación, cuán comunes son las fusiones como las observadas por LIGO y Virgo y qué otras repercusiones generan para la vida en el espacio.
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