La ciencia loca de lo que sucede cuando dos estrellas de neutrones chocan

Es posible que haya presenciado el nacimiento de un agujero negro por primera vez. Y esto es solo el comienzo. Ciencia, lo hiciste de nuevo

Hace unos 130 millones de años, dos estrellas de 12 millas de largo que contenían más masa que las de nuestro Sol estaban unidas. Se juntan en espiral en un evento relativamente raro que duró solo unos segundos y probablemente condujo a la creación de un agujero negro. Pero el evento envió una señal en forma de ondas gravitacionales y luz. También hizo un sonido. No es un estallido, sino una especie de pop chirriante.

En el momento exacto en que sucedió esto, los dinosaurios deambularon por el planeta Tierra. Cuando las señales de las estrellas de neutrones fusionadas estaban a medio camino de la Tierra, un asteroide golpeó nuestro planeta, matando al 75% de todas las especies.

En el último cinco por ciento del viaje de las ondas gravitacionales, las personas han evolucionado, han aprendido a usar herramientas, han desarrollado civilizaciones y han comenzado a mirar el cielo con asombro.

Hace solo 100 años, un hombre predijo el impacto que estos eventos colosales tendrán en el espacio-tiempo. Ahora podemos detectarlos.

El 17 de agosto, el equipo de Ligo detectó las ondas espacio-temporales emitidas por uno de los eventos más dramáticos que tienen lugar en nuestro Universo; la fusión de estas dos estrellas de neutrones.

Cuando los detectores gemelos de Ligo en Louisiana y Washington vieron por primera vez los temblores en el espacio-tiempo, alertaron a los astrónomos de todo el mundo. En cuestión de horas, 70 telescopios, tanto en el espacio como en la Tierra, apuntaban a la galaxia a 130 millones de años luz de distancia.

Dos segundos después de que Ligo prosiguiera con esto, el telescopio espacial Fermi vio una explosión de rayos gamma y, al juntar las dos señales, la posibilidad de una coincidencia era mínima. En una hora, un tercer detector llamado Virgo, cerca de Pisa, Italia, confirmó la señal y ayudó a reducir la sección del cielo de donde provenía la señal.

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Los científicos podrían decir que no se trata de un par de agujeros negros, porque las masas de los dos objetos en rotación eran entre 1 y 1,6 veces la masa de nuestro Sol.

“Inmediatamente nos pareció que la fuente probablemente eran estrellas de neutrones, la otra fuente codiciada que esperábamos ver, y que prometía el mundo que veremos”, dijo David Shoemaker, portavoz de Ligo Scientific Collaboration e investigador principal de la Instituto MIT Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial.

Otra gran diferencia entre los eventos de fusión de agujeros negros y este es el tiempo requerido. Las fusiones de los agujeros negros son mucho más rápidas, donde las ondas gravitacionales duran solo una fracción de segundo. En este caso, las olas se pudieron ver durante 100 segundos.

Las primeras ondas gravitacionales fueron detectadas por Ligo cuando las estrellas de neutrones giraban una alrededor de la otra, acercándose cada vez más. Desde que pasó unas 30 veces por segundo, la pareja alcanzó un punto unos 100 segundos después, cuando giró 2000 veces por segundo.

Después de eso, hubo una breve pausa cuando Ligo no detectó nada. Luego, las estrellas chocaron violentamente, probablemente creando un agujero negro; Haciendo esto, probablemente la primera vez que presencié un agujero negro.

La violenta explosión emitió no solo ondas gravitacionales, sino también una breve explosión de rayos gamma y luz en una amplia gama del espectro electromagnético. También se han observado fugas cortas de rayos gamma y se cree que fueron creadas por fusiones de estrellas de neutrones. Pero esta es la primera vez que se confirma.

“Detectamos el estallido de rayos gamma solo porque estaba muy cerca y la sugerencia inmediata de la corta distancia provino de la detección de la onda gravitacional, que nos dijo que fue producida por una fusión de estrellas de neutrones cercanas”, dice Elena Pian. , del Instituto Nazionale di Astrofisica, Bolonia.

Unas horas más tarde, después de que se alertara a la comunidad astronómica, telescopios de todo el mundo y del espacio apuntaban a la mancha restante. El estudio de la luz de la mancha mostró que contiene elementos raros, como oro y platino, lo que confirma las teorías sobre cómo se forman estos elementos más pesados.

Lo que queda después del brote no se conoce por completo. Probablemente sea un agujero negro, porque nunca se han visto estrellas de neutrones de más del doble de la masa de nuestro Sol. “Está [probably] la primera observación de un agujero negro que se crea donde nunca antes existió, lo cual es bastante agradable ”, dice Shoemaker.

El descubrimiento fue anunciado por muchos como el comienzo de una nueva era de la astrofísica, centrada en la astrofísica gravitacional de múltiples mensajes. A partir de ahora, se espera que los observatorios gravitacionales y electromagnéticos sigan trabajando juntos para mirar la misma fuente, recreando el increíble esfuerzo global realizado en este descubrimiento.

Se espera que las ondas gravitacionales puedan ser una forma de explicar muchos misterios. Estos incluyen por qué el Universo se está expandiendo a un ritmo acelerado y la composición de la energía oscura, una sustancia misteriosa evasiva que representa aproximadamente el 70% del Universo.

“Esta es una ventana completamente nueva al universo”, dice Marcelle Soares-Santos, profesora asistente de física en la Universidad de Brandeis. “Esto está más allá de mis sueños más locos”.

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