ÚLTIMA HORA: La flota de observatorios de la ESO observa por primera vez una fuente visible de ondas gravitacionales

La flota de telescopios de ESO (European Sourthen Observatory) en Chile ha detectado la primera contraparte visible de una fuente de onda gravitacional. Estas observaciones históricas sugieren que este objeto único es el resultado de la fusión de dos estrellas de neutrones. Las consecuencias cataclísmicas de este tipo de fusión, eventos largamente predichos llamados Kilonovae, dispersan elementos pesados ​​como el oro y el platino en todo el Universo. Este descubrimiento, publicado en varios artículos en la revista Nature y en otros lugares, también proporcionan la evidencia más sólida de que las ráfagas de rayos gamma de corta duración son causadas por fusiones de estrellas de neutrones.

Por primera vez, los astrónomos han observado tanto las ondas gravitacionales como la luz (radiación electromagnética) del mismo evento, gracias a un esfuerzo de colaboración global y las reacciones rápidas de las instalaciones de ESO y de otras personas en todo el mundo.

El 17 de agosto de 2017, el Observatorio de onda gravitatoria del interferómetro láser (LIGO) de la NSF en los Estados Unidos, en colaboración con el interferómetro Virgo en Italia, detectó ondas gravitacionales que pasaban por la Tierra. Este evento, el quinto detectado, se llamó GW170817. Aproximadamente dos segundos después, dos observatorios espaciales, el Telescopio Espacial de rayos gamma Fermi de la NASA y el Laboratorio de Astrofísica de Rayos Gamma INTErnacional de la ESA (INTEGRAL), detectaron una pequeña ráfaga de rayos gamma procedente de la misma área del cielo.

La red del observatorio LIGO-Virgo colocó la fuente dentro de una gran región del cielo del sur, del tamaño de varios cientos de lunas llenas y que contiene millones de estrellas. Al caer la noche en Chile, muchos telescopios observaron este parche de cielo, buscando nuevas fuentes. Estos incluían el telescopio de observación visible e infrarrojo de la ESO para la astronomía (VISTA), el telescopio VLT Survey (VST) en el Observatorio Paranal, el telescopio italiano Rapid Eye Mount (REM) en el Observatorio La Silla de la ESO, el telescopio LCO de 0.4 metros en el Observatorio Las Cumbres , y el Decam americano en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo. El telescopio Swope de 1 metro fue el primero en anunciar un nuevo punto de luz. Parecía muy cercano a NGC 4993, una galaxia lenticular en la constelación de Hydra, y las observaciones de VISTA identificaron esta fuente en longitudes de onda infrarrojas casi al mismo tiempo. Cuando la noche avanzaba hacia el oeste por todo el globo, los telescopios de la isla de Hawai Pan-STARRS y Subaru también lo recogieron y vieron cómo evolucionaba rápidamente.

ESO lanzó una de las mayores campañas de observación de “objetivo de oportunidad” y muchos telescopios asociados con la ESO observaron el objeto durante las semanas posteriores a la detección. El Very Large Telescope (VLT) de la ESO, el New Technology Telescope (NTT), el VST, el telescopio MPG / ESO de 2,2 metros y el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) observaron el evento y sus efectos secundarios sobre un amplio rango de longitudes de onda. Alrededor de 70 observatorios de todo el mundo también observaron el evento, incluido el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA.

Las estimaciones de distancia de los datos de la onda gravitacional y otras observaciones coinciden en que GW170817 estaba a la misma distancia que NGC 4993, a unos 130 millones de años luz de la Tierra. Esto hace que la fuente sea el evento de onda gravitacional más cercano detectado hasta el momento y también una de las fuentes de ráfaga de rayos gamma más cercanas que se haya visto.

Fotografía de la galaxia NGC 4993, lugar donde se ha encontrado esta nueva fuente visible de onda gravitacional

La distancia comparativamente pequeña entre la Tierra y la fusión de estrellas de neutrones, 130 millones de años luz, hizo posible las observaciones, ya que la fusión de las estrellas de neutrones crea ondas gravitacionales más débiles que la fusión de los agujeros negros, que fueron probablemente las primeras cuatro detecciones de ondas gravitacionales.

Las ondas en el espacio-tiempo conocidas como ondas gravitacionales se crean moviendo masas, pero solo se puede detectar las más intensas, creadas por cambios rápidos en la velocidad de objetos muy masivos. Uno de estos eventos es la fusión de las estrellas de neutrones, los núcleos sumamente densos y colapsados ​​de estrellas de gran masa que quedaron detrás de las supernovas. Estas fusiones hasta ahora han sido la hipótesis principal para explicar explosiones cortas de rayos gamma. Se espera que un evento explosivo 1000 veces más brillante que una Nova típica, conocida como Kilonova, siga este tipo de evento.

Cuando las estrellas de neutrones se orbitan entre sí en un sistema binario, pierden energía emitiendo ondas gravitacionales. Se acercan más hasta que, cuando finalmente se encuentran, parte de la masa de los restos estelares se convierte en energía en un violento estallido de ondas gravitacionales, como se describe en la famosa ecuación de Einstein E = mc2.

Las detecciones casi simultáneas de ambas ondas gravitacionales y los rayos gamma de GW170817 generaron esperanzas de que este objeto fuera realmente un Kilonova largamente buscado y las observaciones con instalaciones de la ESO han revelado propiedades notablemente cercanas a las predicciones teóricas. Las Kilonovas se sugirieron hace más de 30 años, pero por primera vez esto marca la primera observación confirmada.

Después de la fusión de las dos estrellas de neutrones, una ráfaga de elementos químicos pesados ​​radiactivos se expandieron rápidamente dejando de lado a la Kilonova, moviéndose tan rápido como una quinta parte de la velocidad de la luz. El color del Kilonova cambió de muy azul a muy rojo en los siguientes días, un cambio más rápido que el visto en cualquier otra explosión estelar observada.

“Cuando apareció el espectro en nuestras pantallas, me di cuenta de que este era el evento transitorio más inusual que había visto”, comentó Stephen Smartt, que dirigió observaciones con el NTT de la ESO como parte de la investigación espectral.

El instrumento de observación espectral ePESSTO y el instrumento X-shooter del VLT sugieren la presencia de cesio y telurio expulsados ​​de las estrellas de neutrones que se fusionan. Estos y otros elementos pesados, producidos durante la fusión de las estrellas de neutrones, serían expulsados ​​al espacio por la Kilonova posterior. Estas observaciones determinan la formación de elementos más pesados ​​que el hierro a través de reacciones nucleares dentro de objetos estelares de alta densidad, conocidos como nucleosíntesis, algo que solo se había teorizado anteriormente.

 

Más información: http://www.caltech.edu/news/ligo-and-virgo-make-first-detection-gravitational-waves-produced-colliding-neutron-stars-80082

Un comentario sobre “ÚLTIMA HORA: La flota de observatorios de la ESO observa por primera vez una fuente visible de ondas gravitacionales

  • el octubre 25, 2017 a las 7:45 pm
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    La detección de las ondas gravitacionales producidas por la fusión de dos estrellas de neutrones –GW170817– ha permitido fijar en 70 km/s por mega parsec * el incremento de la velocidad de la expansión del universo en los 130 millones de años luz que nos separan del origen de dicha fusión.
    Haciendo el cálculo con la velocidad de la luz y la edad del universo se obtiene un valor casi idéntico. Parece que en realidad lo que determina la supuesta edad del universo es su visibilidad, con independencia de cualquier explosión inicial, de forma que la Teoría del Big Bang sería incorrecta o, al menos, pierde uno de sus grandes apoyos.
    https://molwick.com/es/leyes-gravitacionales/172-ondas-gravitacionales.html#big-bang

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