Máxima expectación por la primera fusión de una estrella de neutrones y un agujero negro
Cientos de astrónomos están barriendo el cielo en busca de un fenómeno nunca detectado hasta ahora. La búsqueda ha arrancado después de una nueva detección de ondas gravitacionales.
Representación de la fusión de dos estrellas de neutrones. Hasta ahora, se han captado las ondas gravitacionales de estas y de las fusiones de parejas de agujeros negros / LIGO
Más allá de nuestra realidad cotidiana existen cosas increíbles. Hay agujeros negros, imponentes acumulaciones de masa que succionan la materia y la luz y desgarran el espacio-tiempo, hasta el punto de que resulta imposible poder observar directamente su superficie. Y también existen estrellas de neutrones, unos objetos más densos que el núcleo de un átomo que alcanzan el tamaño de ciudades y que tienen propiedades superconductoras y superfluidas.
¿Qué pasaría si dos de estos objetos se toparan? ¿Qué podríamos aprender sobre los límites de la materia y la energía si pudiéramos observarlo? Los científicos e ingenieros del Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO), en Estados Unidos, y de Virgo, en Italia, podrían haber detectado uno de estos fenómenos. Estos observatorios, que lograron la primera detección directa de las ondas gravitacionales, en 2015, y que han permitido presenciar la fusión de parejas de agujeros negros y de estrellas de neutrones, tienen las primeras huellas de una situación en la que un agujero negro devora una estrella de neutrones, tal como ha informado Nature.com. De confirmarse, sería la primera detección en toda la historia de estos sistemas binarios. La noticia se produce apenas unos días después de que LIGO observara el segundo evento de fusión de estrellas de neutrones, que se suma a la detección de 14 posibles eventos de fusión de parejas de agujeros negros.
El pasado 26 de abril, a las 17.22, hora en España, los observatorios LIGO y Virgo captaron una señal de ondas gravitacionales de apariencia inusual, que aún están analizando con supercomputadoras, y que podrían proceder de este tipo de parejas.
«Creo que la clasificación –del fenómeno– se está inclinando por la fusión de una estrella de neutrones y de un agujero negro», ha explicado a Nature.com Chad Hanna, miembro de LIGO dedicado al análisis de datos. Mientras tanto, cientos de astrónomos de todo el mundo están barriendo el cielo para tratar de observar el fenómeno.
Things move fast in the world of #GravitationalWaves astronomy. Here’s an updated skymap and volume plot for our new candidate #S190426c, with better sky localization and a closer estimated distance. Watch for more updates at https://t.co/9NIjMJOeg9 #O3ishere pic.twitter.com/6NmXzj7Y3e
— LIGO (@LIGO) 26 de abril de 2019
Según ha dicho en Nature.com B. S. Sathyaprakash, teórico de LIGO, detectarlo les permitiría observar un fenómeno totalmente inédito y hacer nuevas y precisas pruebas de la Relatividad General de Einstein. Además, los científicos esperan que poder observar las etapas finales de la fusión, en las que el agujero negro desgarra el interior de la estrella de neutrones, permitiría dilucidar un antiguo misterio: el de cuál es el estado de la materia dentro de estos objetos ultracompactos. Por último, los astrónomos también esperan poder hacer nuevas mediciones de la tasa de expansión del Universo.
Astronomía de múltiples mensajeros
Todo esto iría en la línea de lo logrado en 2017, cuando se observó por primera vez un evento de fusión de estrellas de neutrones. Gracias a la detección realizada por Virgo y LIGO, 70 observatorios de todo el mundo estuvieron meses estudiando la energía procedente de este evento. Esto forma parte de lo que se conoce como astronomía de múltiples mensajeros, que permite combinar la información de las ondas gravitacionales con las observaciones de telescopios convencionales: algo así como ver a la vez que se escucha.
Por el momento, lo que se sabe es que el posible evento de fusión, nombrado como #S190426c, se encuentra a una distancia de 1.200 millones de años luz.
A la caza de la fuente
Sin embargo, los astrónomos han avisado de que, a diferencia de otros casos, la señal captada por los observatorios es débil y no permite sacar conclusiones con un alto nivel de confianza a nivel estadístico. Además, el hecho de que uno de los dos observatorios que componen LIGO no esté operativo, ha dificultado a los astrónomos triangular la posición del fenómeno para detectarlo con los telescopios. De hecho, apenas han podido acotar la zona a un área que ocupa la cuarta parte del cielo nocturno.
A pesar de eso, según han dicho en Nature.com Mansi Kasliwal, astrofísico en el Instituto Tecnológico de California implicado en uno de los proyectos de seguimiento de este tipo de fuentes astrofísicas, es seguro que podrán detectarlo: «Si ocurrió en esa región, no hay forma de que podamos perderlo».
Simulación de la destrucción de una estrella de neutrones en un agujero negro / A. Tonita, L. Rezzolla, F. Pannarale
Los observatorios LIGO y Virgo comenzaron una última campaña de observaciones el pasado 1 de abril, en la que esperan captar una fusión de agujeros negros cada semana y una de estrellas de neutrones cada mes. Desde entonces, han cumplido con sus expectativas: «Es sencillamente increíble», ha dicho Kasliwal. «El Universo es fantástico».
Recordemos que las ondas gravitacionales son distorsiones del espacio-tiempo que recorren el Universo a la velocidad de la luz y que se producen, entre otras cosas, cuando dos objetos muy masivos, que se mueven a altísimas velocidades, acortan su distancia y disipan parte de su energía.
Estas pueden ser detectadas cuando atraviesan la Tierra, distorsionan el espacio-tiempo, y alteran la longitud de unos túneles atravesados por un láser en los observatorios LIGO y Virgo. Hasta ahora, ambos observatorios no anunciaban sus hallazgos hasta la publicación y revisión de sus resultados, pero ahora han abierto el proceso al público y a científicos de todo el mundo.
