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Einstein lo hace de nuevo: Nace una nueva era en la Astrofísica moderna al captar por primera vez luz y ondas gravitacionales de la misma fuente

Con el Nobel a la detección de las ondas gravitacionales todavía calentito, esta tarde el Observatorio Austral Europeo (ESO) y el experimento LIGO han anunciado conjuntamente que se ha detectado por primera vez una combinación de ondas gravitacionales y luz proveniente de un mismo evento astronómico situado a 130 millones de años luz de la Tierra.







El anuncio de la primera detección de ondas gravitacionales, ocurrido en febrero de 2016, fue histórico. Por primera vez se confirmó que estas distorsiones del espacio-tiempo predichas por la Relatividad de Einstein eran una realidad. Por primera vez se comprobó que la tecnología era tan refinada como poder captar unas señales tan sutiles como estas y que, por tanto, ahora podía estudiarse el Universo a través de ellas en vez de con las ondas electromagnéticas (luz, rayos X o gamma), como siempre se ha hecho.

Desde entonces, no solo se puede ver el Universo, también se puede «escuchar». Gracias a eso se han detectado hasta el momento la fusión de agujeros negros binarios en cuatro ocasiones, y se ha comenzado a vislumbrar que son más abundantes de lo esperado.

Se trataría, explican los investigadores del ESO, de un “objeto único”, resultado de la fusión de dos estrellas de neutrones, llamado kilonova, un cataclismo enunciado teóricamente hace 30 años pero cuya existencia no se ha podido confirmar completamente hasta ahora.

 

De allí es de donde aseguran que han salido las ondas gravitacionales y la radiación electromagnética (la luz) que los científicos han capturado por primera vez al mismo tiempo, así como grandes cantidades de elementos pesados, como oro y platino.







A la caza del cataclismo

La caza del cataclismo comenzó el pasado 17 de agosto, cuando los sensores del LIGO, en Estados Unidos, en colaboración con otro experimento denominado Virgo en Italia, detectaron ondas gravitacionales cruzando la Tierra. Este evento, el quinto que se ha podido detectar, recibió el nombre de GW1701817.

Dos segundos después, dos observatorios espaciales de la NASA detectaron un brote corto de rayos gamma procedente de la misma zona del universo. La cosa empezaba a ponerse interesante.

El observatorio LIGO-Virgo situó la fuente de ambas señales en una amplia zona del cielo austral que contenía millones de estrellas. Cuando cayó la noche en Chile, lugar del ESO, decenas de observatorios y telescopios dotados de distintos sensores se orientaron hacia allí, tratando de encontrar la fuente exacta.

 

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Hasta que dieron con un nuevo punto de luz, muy cercano a una galaxia perteneciente a la constelación de Hydra. Ya tenían un candidato. El ESO lanzó una campaña de observación, y durante las siguientes semanas, tanto sus observatorios como muchos de sus socios siguieron con atención la evolución del objeto.

En total 70 observatorios y telescopios de todo el mundo han podido captarlo y estudiarlo.

Cuando se fusionan dos estrellas de neutrones

Se trata, aseguran los resultados publicados hoy en varios artículos en la revista Science, de la fusión de dos estrellas de neutrones. Una estrella de neutrones es lo que queda después de que una estrella gigante masiva colapse sobre su propio núcleo.

Tienen un tamaño de unos 20 kilómetros de diámetro pero son tan densas que su masa es entre 8 y 30 veces la del Sol. La fusión de dos de ellas es lo que da lugar a una kilonova, una explosión mil veces más brillante que una nova normal.

 

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Una kilonova, por cierto, que los astrónomos llevan treinta años buscando pero cuya existencia no se ha podido confirmar hasta ahora.

Las kilonovas son la principal hipótesis para explicar otro fenómeno aun todavía por terminar de explicar: los brotes cortos de rayos gamma, ráfagas de rayos gamma que duran menos de 2 segundos y que parecen tener un origen diferente, aun no confirmado, que los brotes de rayos gamma de duración superior.

Además, la kilonova encaja con lo que sabemos hasta ahora de las ondas gravitacionales: que son arrugas en el tejido espacio temporal que se crean por el movimiento de objetos masivos pero de las que hasta ahora solo podemos captar las más intensas, es decir, las que causan objetos tremendamente masivos moviéndose tremendamente rápido.







“Un triunfo de los teóricos”

Al captar casi al exacto mismo tiempo las ondas gravitacionales y los rayos gamma procedentes de GW170817, los astrónomos esperan haber encontrado por fin la buscada kilonova, algo que se refuerza gracias a las propiedades que han revelado las observaciones hechas hasta ahora, similares a las que se habían supuesto en la teoría.

Como por ejemplo, que tras la fusión de las dos estrellas de neutrones se produjo un oleada expansiva de elementos químicos expulsados por la kilonova, moviéndose a una velocidad altísima. El color de la estrella además pasó de un azul intenso a un rojo intenso a una velocidad nunva vista en una explosión estelar.

“Los datos que tenemos hasta ahora están espectacularmente cerca de coincidir con la teoría. Es un triunfo de los astrofísicos teóricos, una confirmación de que los eventos que detecta el LIGO-Virgo son absolutamente reales y una hazaña del ESO por haber reunido unos datos tan alucinantes sobre la kilonova” asegura Stefano Covino, investigador jefe de uno de los papers publicados hoy.

«Esta observación representa el nacimiento de la astrofísica de múltiples mensajeros», ha dicho Barry Barish, reciente premio Nobel de Física por el descubrimiento de las ondas gravitacionales, para referirse a una nueva disciplina en la que se observarán con ondas electromagnéticas objetos cuyas ondas gravitacionales se «escuchan». «Gracias a esto se han hecho muchos diferentes descubrimientos, como establecer el origen de los estallidos de rayos gamma (GRBs, en inglés), nuevas e independientes medidas de la constante de Hubble o estudiar las estrellas de neutrones con solo los datos de las ondas gravitacionales».

Simulaciones obtenidas con datos de la fusión observada
                                                                          Simulaciones obtenidas con datos de la fusión observada– LIGO

«Este avance es de extrema importancia», explicó a David Shoemakerportavoz de la colaboración científica de LIGO, el Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales que está situado en Estados Unidos, con cuyos dos detectores se captaron estas señales del espacio-tiempo por primera vez.

«El hecho de tener un nuevo mensajero para llevar información cambia mucho lo que podemos conseguir. Es mucho más que tener muchos telescopios, ahora tenemos otro tipo de información».

Imágenes | ESO

Fuente: (ABC)




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