Cuando dos estrellas de neutrones chocan y se fusionan, ¿qué obtienes? ¿Una estrella de neutrones más robusta o un pequeño agujero negro? Un artículo de mayo de 2018 que analiza la histórica colisión de estrellas de neutrones del año pasado sugiere lo último.
El 17 de agosto de 2017, el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser (LIGO) con sede en EE. UU. Y el observatorio de ondas gravitacionales Virgo italiano detectaron lo que podría decirse que es el evento astronómico más importante en los tiempos modernos : una explosión de estrellas de neutrones. Ese aplastamiento creó una señal de onda gravitacional llamada GW170817. A diferencia del puñado de señales de ondas gravitacionales que le precedieron, GW170817 no fue generado por la fusión de un agujero negro .
Tres observatorios de ondas gravitacionales (las dos estaciones LIGO en Washington y Louisiana, más el único detector Virgo) detectaron la señal en concierto, por lo que los científicos pudieron triangular la ubicación aproximada en el cielo de donde provenía la señal de la onda gravitacional. Luego, aproximadamente al mismo tiempo, el telescopio espacial Fermi de la NASA detectó un breve estallido de rayos gamma (GRB) en esa parte del cielo. Los científicos habían teorizado que tales explosiones fueron provocadas por la colisión de dos estrellas de neutrones y, a través del análisis de GW170817, confirmaron el escenario de fusión de estrellas de neutrones.
Los astrónomos hicieron muchos descubrimientos científicos a raíz de este evento astronómico, pero GW170817 sigue dando. Con la ayuda del telescopio espacial Chandra de la NASA, que continuó estudiando el sitio de la fusión de estrellas de neutrones en los días, semanas y meses posteriores, los astrónomos ahora piensan que la fusión de estrellas de neutrones dio a luz a un agujero negro bebé. Y nunca lo habíamos visto antes.
Según los estudios de LIGO, los astrónomos ya tenían una idea bastante clara de la masa de las estrellas de neutrones en colisión y la masa del objeto que deberían producir después de la colisión. Según sus estimaciones, el objeto fusionado tendría una masa de alrededor de 2,7 veces la de nuestro sol. Esta es una masa interesante ya que está justo al borde de ser la estrella de neutrones más masiva o el agujero negro de menor masa jamás descubierto. Para determinar si el evento creó una estrella de neutrones monstruosa o un pequeño agujero negro, los astrónomos necesitaban estudiar los rayos X que se generaban, y ahí es donde Chandra ayudó.
"Si bien las estrellas de neutrones y los agujeros negros son misteriosos, hemos estudiado muchos de ellos en todo el Universo utilizando telescopios como Chandra", dijo Dave Pooley de la Universidad Trinity en San Antonio, Texas, quien dirigió el estudio. "Eso significa que tenemos tanto datos como teorías sobre cómo esperamos que dichos objetos se comporten en los rayos X".
Guinness podría estar interesado en este agujero negro récord
Si la colisión de la estrella de neutrones creara una estrella de neutrones más masiva, ese objeto habría estado rotando rápidamente y poseyendo un inmenso campo magnético. En esta situación, el objeto habría estallado con una burbuja poderosa y en expansión de partículas de alta energía que, a su vez, habría generado emisiones de rayos X extremas. Pero según las observaciones de Chandra, la señal de rayos X era cientos de veces más débil de lo esperado. A través de un simple proceso de eliminación, esto significa que probablemente no haya una estrella de neutrones que gire rápidamente allí, y es más probable que se haya formado un agujero negro en su lugar.
"Es posible que hayamos respondido una de las preguntas más básicas sobre este deslumbrante evento: ¿qué hizo?" dijo el coautor Pawan Kumar de la Universidad de Texas en Austin, en un comunicado . "Los astrónomos han sospechado durante mucho tiempo que las fusiones de estrellas de neutrones formarían un agujero negro y producirían explosiones de radiación, pero hasta ahora no teníamos un caso sólido".
Teniendo en cuenta que los agujeros negros más pequeños descubiertos hasta la fecha tienen alrededor de cuatro a cinco veces la masa de nuestro sol, este agujero negro recién nacido probablemente batirá récords como el agujero negro más pequeño conocido. Y los astrónomos presenciaron su nacimiento. Las observaciones continuarán y si la señal de rayos X continúa debilitándose durante los próximos meses y años, la probabilidad de que se trate de un agujero negro continuará fortaleciéndose.
Eso es interesante
Este fue el primer ejemplo de "astronomía de múltiples mensajeros", donde la señal de onda gravitacional y la señal electromagnética (GRB) se combinaron para estudiar el mismo evento astronómico. Es el santo grial de la ciencia donde podemos probar directamente la colisión de estrellas de neutrones Y medir el GRB que produjeron, y esto es lo que hizo que el evento fuera tan significativo.
