Primera detección de ondas gravitacionales desde choque de estrellas de neutrones

^{Representación gráfica de las ondas detectadas (Karan Jani/Georgia Tech).}

La quinta detección de ondas gravitacionales —perturbaciones en el enmallado espacio-tiempo causadas por cuerpos masivos de alta aceleración— ha revelado una nueva fuente de estos ecos de la formación del universo. 

Los cuatro eventos anteriores duraron, como máximo, unos pocos segundos, con ondas gravitacionales onduladas a frecuencias de decenas de ciclos por segundo. La nueva detección duró 100 segundos a frecuencias que subían a miles de ciclos por segundo. Mientras que las señales anteriores provenían de pares de enormes agujeros negros que se enroscaban rápidamente entre sí, la nueva señal reveló estrellas de neutrones más ligeras, 1.1 y 1.6 veces más masivas que el Sol, según comunicado difundido por el observatorio LIGO.

Aunque no tan masivos como los hoyos negros binarios (agujeros emparejados que comparten un campo gravitacional y orbitan entre sí, movimiento que produce las ondas), las estrellas de neutrones, con masas promedio equivalentes a 1,4 las del Sol, producto de supernovas de estrellas con masas de 4 a 8 veces la del Sol, también pueden producir ondas gravitacionales.

^{Conferencia de prensa del observatorio LIGO Virgo, en que se presentaron los resultados.}

A las 12:41 p.m., Hora universal, el 17 de agosto, astrofísicos con tres instrumentos masivos: los detectores gemelos de 8 kilómetros del Observatorio de Onda Gravitacional del Interferómetro Láser (LIGO), en Hanford, Washington y Livingston, Luisiana, y el Detector de Virgo, de seis kilómetros, cerca de Pisa, Italia, detectaron una señal como nunca antes se había visto.

Se trató de las ondas producidas por un sistema binario de estrellas de neutrones, emparejadas y orbitando entre sí, cada vez más cerca la una a la otra, cuyos violentos roces y choques van desencadenando su colapso.

Tras la detección inicial, otros 70 telescopios y observatorios en todo el mundo apuntaron sus ojos hacia el mismo lugar, señalando la fuente.

^{Otra representación del choque de estrellas de neutrones que origina las ondas recientemente detectadas (NSF/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet).}

Al ser cuerpos con menos masa que los agujeros negros (únicas fuentes conocidas hasta ahora de ondas gravitacionales), esta nueva detección debería provenir de algún punto más cercano como para ser lo suficientemente intensas como para ser detectadas.

Estas estrellas en proceso de fundirse tenían menos del doble de la masa del Sol y se ubican a solo 130 millones de años luz de distancia, más de 10 veces más cerca que la anterior fuente de onda gravitacional más cercana vista.

Las ondas también revelaron la velocidad a la que el universo se está expandiendo. Esta tasa se calcula en función a la rapidez con que una serie de referentes universales llamados velas estándar (supernovas o estrellas con luminosidad reconocida) se alejan de nosotros. Estos cálculos ahora han sido confirmados por LIGO usando ondas gravitacionales.

La quinta detección no solo ha sido advertida por el instrumental, pues al haberse mostrado en todas las longitudes de onda de luz, desde la de los rayos gamma hasta la de las microondas, los astrónomos han podido ver el cataclismo cósmico protagonizado por las dos estrellas de neutrones.

La kilonova, el cataclismo en cuestión, reveló a los astrónomos que estos fenómenos producen elementos pesados, neutrones expulsados ​​de las estrellas que se fusionaron y golpearon átomos más ligeros cercanos.

La fusión observada en este caso habría generado algo así como un equivalente a la masa de la Tierra en oro, junto con otros elementos pesados ​​como el platino, el plomo y el uranio, reporta el astrónomo Andrew Levan, de la Universidad de Warwick (Reino Unido), a New Scientist.

Las dos estrellas colapsando podrían haber formado una estrella de neutrones más grande o colapsar en un agujero negro, de acuerdo con las estimaciones teóricas. Futuras observaciones confirmarán el destino que tuvo este par, pues las kilonovas pueden durar meses.

El descubrimiento también revela que hemos estado presenciando fusiones de estrellas de neutrones durante años, cada vez que se detectaban explosiones cortas de rayos gamma, sin saberlo.

Hans Huerto

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