La kilonova y el chorro de materia

En 2017, concretamente el 17 de agosto, los detectores LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) y Virgo captaron una nueva onda gravitatoria. Concretamente ésta se produjo en una galaxia situada a unos 130 millones de años luz de la Tierra. El evento que produjo estas ondas, GW170817, se correspondía con la fusión de dos estrellas de neutrones. A este evento sumamente energético se asoció a una kilonova y emitió radiación electromagnética en todas las bandas del espectro. Es por esto que una gran cantidad de telescopios pudieron captar el evento. Fue la primera vez que se detectaban ondas gravitatorias con su contrapartida óptica. Fue, sin duda, una de las noticias más importantes de aquel año.

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Representación artística que muestra las dos estrellas de neutrones orbitándose mútuamente instantes previos a la fusión de ambas || Créditos: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser (Ampliar).

Los astrónomos han seguido analizando la zona en muchas de las bandas del espectro electromagnético. Desde los rayos gamma hasta las ondas de radio. Observaciones realizadas desde radiotelescopios situados en los cinco continentes mostraron un chorro de materia. Surgía como resultado de la fusión y que se desplazaba a una velocidad cercana a la de la luz. También tras la fusión, ingentes cantidades de material fueron expulsadas al espacio. Los materiales formaron una envoltura que está siendo analizada. Pero surgió una cuestión. “No estaba claro si este chorro podría o no atravesar la envoltura alrededor de la fusión”, explica Iván Agudo, investigador del IAA-CSIC (Instituto de Astrofísica de Andalucía) que participa en la investigación que ha sido publicada en la revista Science (Ghirlanda 2019).

Le envoltura de la kilonova

¿Podría el chorro romper la envoltura? Para averiguado necesitaban tomar imágenes con una enorme precisión. Y los científicos se pusieron manos a la obra. Usaron la técnica interferométrica llamada VLBI (Very Long Base-Line Interferometry). Mediante esta técnica se combinan los datos de radiotelescopios situados por todo el planeta. Así se simula un radiotelescopio de tamaño planetario. En total, 32 radiotelescopios pertenecientes a la red VLBI Europea, e-MERLIN en Reino Unido, la red Australiana y neozelandesa LBA y la red VLBA estadounidense observaron esta envoltura. Los resultados obtenidos fueron sorprendentes.

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Ilustración de dos estrellas de neutrones en el momento de fusión || Fuente: NSF/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet (Ampliar).

Para empezar, la potencia de observación conseguida hubiera sido capaz de distinguir un hombre en la superficie de la Luna. ¡Imaginen el poder de observación que se consiguió! Manteniendo la escala, la burbuja tendría un tamaño aparente al de un camión situado en la Luna visto desde la Tierra. Por otro lado, el chorro tendría un tamaño muy inferior. Los resultados concluyeron que el chorro presentaba una energía equivalente a la producida por todas las estrellas de nuestra galaxia durante un año. “Estos resultados confirman la existencia de un chorro de partículas que atravesó la envoltura y se propaga a velocidades próximas a la de la luz”, concluye Miguel Pérez-Torres, investigador del IAA-CSIC que también ha participado en el estudio.

Me gustaría finalizar con la comparación que hace Perez-Torres para que nos hagamos una idea del tamaño y densidad de estas estrellas: “Las estrellas de neutrones son estrellas muy densas, con masas similares al Sol, pero del tamaño de la ciudad de Madrid”. ¿Se imaginan la enorme densidad que deben tener esos objetos?

Referencias

  • Ghirlanda, G. et al. (2019). “(Re)solving the jet/cocoon riddle of the first gravitational wave electromagnetic counterpart”. Science. ArXiv: 1808.00469 (Ver).
  • López de Lacalle, S. (2019). “Detectado un chorro de materia al fusionarse dos estrellas de neutrones”. UDC-IAA (Ver).

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