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Ilustración de la violenta colisión y fusión de dos estrellas de neutrones./UNIVERSITY OF WARWICK/MARK GARLICK

COSMOS Telescopios europeos observan un cataclismo cósmico que esparce oro por el Universo

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La observación forma parte de la primera detección de ondas gravitacionales por la colisión de dos estrellas de neutrones.

Ciencias

Cuando se produjo hace solo dos años la primera detección de ondas gravitacionales, con los nuevos observatorios LIGO, los expertos hicieron dos predicciones: que el avance sería merecedor del premio Nobel y que se iniciaba una nueva era en la astronomía. La primera se cumplió hace unos días, cuando se anunció el Nobel de Física de este año; la segunda se está demostrando con el último hito hecho público hoy. Los astrónomos creen que por primera vez en la historia han observado las ondas gravitacionales procedentes de una fusión de dos estrellas de neutrones y, también por primera vez, otros observatorios han podido ver la luz (la radiación electromagnética) procedente de este cataclismo. Hasta ahora se habían detectado cuatro señales acordes con colisiones de agujeros negros y no se había podido observar la luz, lo que concuerda con que teóricamente no emiten ninguna.

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El proceso ha supuesto la coordinación de un gran número de observatorios por todo el mundo (70, incluido el telescopio espacial Hubble) y se ha anunciado hoy simultáneamente en tres lugares diferentes del planeta (Múnich, Londres y Washington), para subrayar su importancia y los resultados de la cooperación internacional.

Por parte europea la organización astronómica ESO, a la que pertenece España, explica que su parque de grandes telescopios situados en Chile ha detectado la contrapartida visible de la fuente de ondas gravitacionales, algo que nunca se había conseguido. Esta fuente sería un objeto transitorio predicho por la teoría, llamado kilonova, surgido de la fusión de dos estrellas de neutrones. La kilonova se va diluyendo y en el proceso dispersa elementos pesados como el oro, el plomo y el platino, producidos por nucleosíntesis en el interior de las estrellas de neutrones, por el Universo. ESO afirma que la evolución del brillo y otros datos indican que es la primera observación confirmada de una kilonova, a pesar de que el telescopio Hubble creyó haber observado una, aunque con muchos menos datos, en 2013.

Imagen de la luz de la kilonova (flecha roja) tomada por uno de los telescopios europeos VLT en Chile./ESO

El acontecimiento tuvo lugar el pasado 17 de agosto. LIGO (estadounidense) y su complemento VIRGO (situado en Italia) detectaron ondas gravitacionales pasando por la Tierra, por quinta vez en la historia. Calcularon la situación de la fuente de estas ondas y avisaron a otros observatorios. En Chile muchos telescopios miraron hacia allí esa noche y lograron ver el punto de origen de la radiación en una galaxia a 130 millones de años luz de la Tierra. Luego pasaron el relevo a los telescopios de Hawai, aunque siguieron observando en las semanas siguientes.
“Un científico tiene muy pocas ocasiones de tener la suerte de ser testigo del comienzo de una nueva era”, dice la astrónoma italiana Elena Pian, que ha participado en la investigación. “Esta es una de ellas”.

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Las estrellas de neutrones son las más pequeñas y densas conocidas y son restos de la explosión de estrellas masivas, un fenómeno que se conoce como supernova. Al ser menos masivas que los agujeros negros, sus señales son distintas. En este caso, se calculó que cada estrella tenía una masa de entre 1,1 y 1,6 masas solares y un diámetro de solo 20 kilómetros.

“Creo que será recordada como uno de los sucesos astrofísicos más estudiados de la historia” afirma Laura Cadonati

Recapitulando el proceso observado, los científicos de LIGO señalan que hace 130 millones de años las dos estrellas de neutrones, girando en espiral una alrededor de la otra cada vez más cerca y a mayor velocidad, emitieron ondas gravitacionales durante unos 100 segundos al distorsionar, por la energía que perdían, el espacio tiempo que las rodeaba. Al colisionar y fusionarse las estrellas de neutrones parte de la masa se convirtió en energía en forma de un fogonazo de rayos gamma. Posteriormente hubo radiación en muchas longitudes de onda (rayos X, ultravioleta, óptico, infrarrojo y radiofrecuencia) procedente del violento fenómeno cósmico. Las medidas tomadas ahora confirman la teoría de la relatividad general de Einstein, que predice que las ondas gravitacionales viajan a la velocidad de la luz.

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“Es un acontecimiento muy poco frecuente que transforma nuestra comprensión de cómo funciona el Universo”, dice France Córdova, director de la Fundación Nacional de Ciencia (NSF) de Estados Unidos, que financia LIGO. El objetivo es combinar detectores especializados como son LIGO y VIRGO (en el que participa la Universidad de Valencia) con observatorios más tradicionales.
La catedrática Laura Cadonati, de la Universidad Georgia Tech, cree que esta detección ha abierto verdaderamente la puerta a una nueva forma de hacer astrofísica. “Creo que será recordada como uno de los sucesos astrofísicos más estudiados de la historia”.

Vista de los telescopios europeos situados en Paranal, Chile. /ESO

Esta observación apoya también la resolución de otro misterio, el origen de los fogonazos de rayos gamma de corta duración que se ven de vez en cuando en el cielo. Telescopios espaciales especializados observaron un estallido de este tipo procedente de la misma zona del cielo a los dos segundos de la primera detección de las ondas gravitacionales el 17 de agosto. Si las conclusiones de los astrónomos son correctas, se trata de la fuente más cercanade ondas gravitacionales detectada y una de las más cercanas de rayos gamma. Sin embargo, para estar tan cerca, el estallido fue demasiado poco potente, por lo que siguen las dudas.

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Los numerosos equipos que han participado en las observaciones están publicando sus resultados estos días en prácticamente todas las revistas científicas importantes, como Physical Review Letters, Astrophysical Journal Letters y Nature.

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