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El misterio de las explosiones más brillantes del Universo sigue abierto

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El misterio de las explosiones más brillantes del Universo sigue abierto

Mensaje por Talisman el Mar Dic 26, 2017 7:34 pm

El pasado 16 de octubre fue un día histórico para la Astrofísica. Se anunció la primera detección de la historia en la que se observó una fuente de ondas gravitacionales, unas distorsiones del espacio-tiempo predichas por la Relatividad de Einstein, a la vez que se captaba la radiación electromagnética procedente de dicho objeto. La fuente fue un evento de fusión de estrellas de neutrones, llamado GW170817, un tipo de fenómeno nunca antes observado, y situado a unos 130 millones de años luz de distancia. Más de 3.500 científicos y 70 observatorios de todo el mundo observaron con luz, rayos X o gamma la señal, a la vez que los observatorios de ondas gravitacionales LIGO y Virgo «escuchaban» las ondas gravitacionales que llegaron hasta la Tierra. Gracias a eso, se hicieron nuevos descubrimientos sobre el origen del oro, el comportamiento de la materia, la tasa de expansión del Universo o el origen de los estallidos breves de rayos gamma.


Está previsto que lleguen muchos más avances a medida que los investigadores sigan trabajando con los datos conseguidos entonces. Este miércoles, un estudio publicado en Nature, y realizado gracias al trabajo de astrónomos de la Universidad de Sidney, del Caltech y del CSIRO con tres potentes radiotelescopios, los científicos han hecho nuevos descubrimientos sobre el origen de los estallidos cortos de rayos gamma («Gamma Ray Bursts»), unas explosiones extremadamente potentes que se observan en galaxias lejanas y que son los eventos electromagnéticos más brillantes del Universo. Pueden durar milisegundos u horas y su origen es desconocido. Después de trabajar con los datos conseguidos en GW170817, los científicos han encontrado evidencias que ponen en duda el hecho de que las fusiones de estrellas de neutrones originen estos GRBs breves. Por eso, el misterio sigue abierto.

«Esperábamos encontrar pruebas de que la fusión de estrellas de neutrones crean un fenómeno para el cual nunca hemos conocido la causa: los estallidos breves de rayos gamma», ha explicado en un comunicado Tara Murphy, directora de la investigación.

De hecho, esta ocasión parecía ser la idónea, porque el telescopio espacial Fermi, de la NASA, captó un estallido de rayos gamma proveniente de la fusión de estrellas de neutrones GW170817.

¿Y dónde está el «jet»?
Pero ha habido un problema. Los modelos teóricos explican que los estallidos de rayos gamma se generan cuando aparece un chorro (jet) de partículas aceleradas a velocidades increíbles (próximas a las de la velocidad de la luz), en el que la materia comienza a emitir ondas de radio.

«Pero no hemos visto nada de eso», ha dicho Gregg Hallinan, coautor del estudio. «No hemos encontrado ningún chorro, así que, al menos por los datos de radio, no podemos afirmar que haya un vínculo definitivo entre la fusión de estrellas de neutrones y los estallidos breves de rayos gamma».

Entonces, ¿qué está generando los GRBs breves? Los astrónomos han observado que después del potente estallido inicial, que en este caso duró un par de segundos, GW170817 estuvo brillando en el rango de las ondas de radio durante 100 días. Según han explicado en su artículo, esto es compatible con la existencia de un jet o chorro más lento generado después de la explosión. En concreto, podría ser que la fusión provocara que el nuevo objeto se liberase de una envuelta de materia acelerada a altas velocidades, pero no tan rápidas como las del jet predicho en las teorías.

«Este escenario de la envuelta puede explicar la curva de radio captada en GW170817, así como la emisión de rayos gamma y de rayos X. Es la hipótesis más consistente con los datos», ha explicado Murphy.

Según Keith Bannister, coautor del estudio, «las envueltas podrían ser una consecuencia común en la fusión de estrellas de neutrones». Por eso, «ahora que conocemos las huellas que dejan, podemos buscarlas», y comprobar si están en lo cierto o no.

Según los autores, gracias a que ahora se puede observar con ondas electromagnéticas a la vez que se «escucha» con ondas gravitacionales, «podemos conseguir enormes cantidades de detalles».

Es un ejemplo más de cómo las ondas gravitacionales han inaugurado una nueva era en la Astrofísica en la que se puede observar el Universo a través de un nuevo «sentido», las ondas gravitacionales. Esto, junto a la cooperación que se puede alcanzar entre los observatorios astronómicos, promete traer muchos e importantes descubrimientos en los próximos años. Los expertos esperan aprender mucho sobre la estructura y la evolución de las galaxias, y pronostican que más adelante se captará la fusión de agujeros negros supermasivos, más fusiones de estrellas de neutrones y la unión de enanas blancas.

¿Qué son las estrellas de neutrones?
Las estrellas de neutrones son cadáveres de estrellas, remanentes estelares, que aparecen cuando su progenitora agota su combustible y colapsa sobre sí misma. Aunque se diga que son estrellas, en realidad no tienen nada en común con ellas. Se puede decir, sin exagerar, que las estrellas de neutrones son núcleos atómicos inmensos, prácticamente compuestos solo por neutrones, que miden decenas de kilómetros: por eso son objetos extremadamente densos (casi tanto como pueden ser antes de que la materia no soporte la presión y acabe desmoronándose para generar un agujero negro). En estos objetos, una cucharilla de té con material de una de las estrellas puede pesar mil millones de toneladas. Son capaces de concentrar una masa equivalente a 500.000 Tierras en una esfera de apenas 12 kilómetros. Como son tan extremas, son laboratorios naturales donde estudiar la materia y la energía en condiciones realmente increíbles, y donde se pueden detectar fenómenos relativistas.
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