¿Pudo una explosión de rayos Gamma acompañar a las ondas gravitacionales detectadas por LIGO?

El anuncio hace un par de semanas de que se han detectado ondas gravitacionales (GW), por primera vez, como resultado de la fusión de dos agujeros negros, es una gran noticia. Pero ahora se conoce que un rayo gama (GRB) estalló desde el mismo lugar, y que llegó a la Tierra 0,4 segundos después de la onda gravitacional. No se supone que los agujeros negros aislados necesiten estar cerca de una gran cantidad de materia para hacer eso.

Gracias al telescopio Fermi de la NASA, detectó el GRB, procedente del mismo punto que el GW, a tan sólo 0,4 segundos después de que las ondas gravitacionales llegaron. Aunque no podemos estar absolutamente seguro de que los dos fenómenos sean y procedan de la misma fusión de los dos agujeros negros, el equipo de Fermi calcula las probabilidades de que sean una coincidencia de tan sólo 0,0022%. Eso es una correlación bastante sólida.

Entonces, ¿qué está pasando aquí? Para respaldar un poco, vamos a ver lo que nos pareció que estaba ocurriendo cuando LIGO detecta las ondas gravitacionales.

Nuestro entendimiento es que los dos agujeros negros orbitan el uno con el otro por un largo tiempo. Mientras lo hacían, su gravedad masiva habría despejado el área alrededor de ellos de la materia. Cuando terminaron dando vueltas entre sí y se fusionaron, habrían sido aislados en el espacio. Pero ahora que un GRB se ha detectado, necesitamos alguna manera de dar cuenta de ello. Necesitamos más materia para que esto pueda suceder.

De acuerdo con Abraham Loeb, de la Universidad de Harvard, la pieza que falta en este rompecabezas es que originalmente en ese sistema estaba formado por una gran estrella en sí de un sistema binario de estrellas que podían ser de unos pocos cientos de veces más grande que el Sol, y ello dio lugar a un agujero negro. Una estrella de este tamaño sería capaz de formar un agujero negro cuando se agota su combustible y se desplomó. Pero ¿por qué habría dos agujeros negros?

Una vez más, de acuerdo con Loeb, si la estrella gira a alta velocidad suficiente, justa por debajo de su frecuencia de ruptura, la estrella en realidad podría formar dos núcleos que colapsarían en una configuración de mancuerna, y por lo tanto podría formar dos agujeros negros. Pero ahora estos dos agujeros negros no estarían aislados en el espacio, ya que en realidad estarían dentro de una estrella masiva. O lo que quedaba de una. Los restos de la estrella masiva es la materia perdida.

Cuando los agujeros negros se unieron entre sí, una salida de materia sería generada, lo que produciría el GRB. ¿Así que, por qué hubo los 0,4 s de retraso? Este es el tiempo que tardó el GRB para cruzar la estrella, con relación a las ondas gravitacionales.

Suena como una buena explicación ordenada. Pero, como señala Loeb, hay algunos problemas con él. La pregunta principal es, ¿por qué el GRB fue tan débil o tenue? En la investigación de Loeb dice que “observó el GRB como sólo un pico más largo y más débil por debajo del umbral de detección.”

¿Pero fue el GRB muy débil? ¿O era siquiera es real? La Agencia Espacial Europea tiene su propia nave espacial detectar rayos gamma, llamado Integral. Integral no fue capaz de confirmar la señal GRB, y de acuerdo con este documento, la señal de rayos gamma no era real después de todo…

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