Primera observación de la colisión de dos estrellas de neutrones

La observación histórica explica, además, el origen de elementos pesados como el oro, el platino y el uranio.

Se abre una nueva era en la astrofísica. La precisión de la que nos permiten gozar los potentes observatorios espaciales de la Tierra está cambiando la manera en que los humanos observamos el universo, permitiéndonos presenciar fenómenos a millones de años luz; o, lo que es lo mismo, que ocurrieron hace millones de años.

Un equipo de científicos del Instituto Carnegie ha proporcionado la primera imagen de dos estrellas de neutrones colisionando en la galaxia NGC 4993, a unos 130 millones de años luz de distancia de la Tierra, en la constelación de Hidra. 

Un fenómeno que tiene importantes implicaciones. Ha provocado dos eventos históricos: la quinta detección de ondas gravitacionales, por primera vez, producida por la fusión de dos estrellas de neutrones y, además, el origen de los elementos pesados como resultado de dicha fusión, como el oro, el platino y el uranio.

En colaboración con científicos de la Universidad de California en Santa Cruz, el equipo usó el telescopio Swope en el Observatorio Las Campanas para descubrir la luz producida por la fusión, señalando el origen de una señal de onda gravitacional.

No solo supone un hito para la física observar el choque de dos estrellas de neutrones, sino que también lo son estas dos detecciones históricas; por un lado, las ondas gravitacionales (es decir, ondulaciones en el tejido espacio-tiempo, que prueban la existencia del mismo, tal como predecía Einstein); y, por otro, la respuesta a la pregunta que los astrofísicos llevaban décadas haciéndose: ¿cuándo se crearon los elementos pesados?

¿Qué son las estrellas de neutrones?

Las estrellas de neutrones son restos increíblemente densos que quedan detrás de las explosiones de supernovas. Los astrofísicos teóricos han especulado durante años sobre lo que sucede cuando dos de ellos se fusionan, pero hasta ahora, este fenómeno nunca había sido observado.

Las fusiones de  agujeros negros no emiten luz y, por lo tanto, son invisibles para los telescopios. Sin embargo, durante mucho tiempo calculaban que las fusiones de estrellas de neutrones producen ondas de luz y gravitacionales, por lo que se esperaba con impaciencia la detección de estos eventos. Y, finalmente, esta detección se ha producido.

Para que nos hagamos una idea de su densidad:"Solo una cucharadita de estrella de neutrones pesa tanto como todas las personas de la Tierra", según el líder del equipo de Carnegie, Tony Piro.

"La capacidad de estudiar el mismo evento con ondas gravitacionales y luz es una verdadera revolución en astronomía", según Piro. "Ahora podemos estudiar el universo con dos sondas completamente diferentes, que nos enseñan cosas que nunca podríamos saber con solo una o la otra".

¿Cómo se detectan los elementos pesados?

Los científicos separan la luz de un objeto celeste en sus longitudes de onda, tal como un prisma extiende la luz solar a los colores del arcoíris. Analizar la luz de esta manera ayuda a los astrónomos a medir la velocidad y la composición química de las fuentes cósmicas.

A medida que los científicos siguen el resplandor de la explosión, decubrieron algunas características clave de la desintegración radiactiva de elementos pesados. Esto sugiere que estos elementos se sintetizaron después de la fusión, resolviendo un misterio que llevaba oculto 70 años.

En febrero de 2016, el proyecto LIGO anunció la primera detección de ondas gravitacionales causadas por la fusión de dos agujeros negros, un descubrimiento que recibió el Premio Nobel de Física en 2017.

Referencias: 'Swope Supernova Survey 2017a (SSS17a), the optical counterpart to a gravitational wave source'. Science 16 Oct 2017. DOI: 10.1126/science.aap9811

Imagen: NASA Goddard Space Flight Center/CI Lab

Laura Marcos

Laura Marcos

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