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    La explosión cósmica descansa por fin

    La galaxia elíptica NGC 4993, a unos 130 millones de años luz de la Tierra, visto por el observatorio de rayos X XMM-Newton de la ESA. Crédito:ESA / XMM-Newton; P. D'Avanzo (INAF – Osservatorio Astronomico di Brera)

    El año pasado, La primera detección de ondas gravitacionales vinculadas a un estallido de rayos gamma desencadenó una vasta campaña de seguimiento con telescopios terrestres y espaciales para estudiar las secuelas de la fusión de estrellas de neutrones que dio lugar a la explosión. Observaciones XMM-Newton de la ESA, obtenido unos meses después del descubrimiento, captó el momento en que su emisión de rayos X dejó de aumentar, abriendo nuevas preguntas sobre la naturaleza de esta peculiar fuente.

    Ondas gravitacionales, predicho por la teoría de la relatividad general de Albert Einstein en 1918, son ondas en el tejido del espacio-tiempo causadas por la aceleración de objetos masivos como pares de estrellas de neutrones o agujeros negros en colisión.

    Estas fluctuaciones, que permaneció esquiva durante un siglo después de la predicción, ahora se puede detectar mediante experimentos gigantes en el suelo, como el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser (LIGO) en los Estados Unidos y el interferómetro Virgo de Europa.

    Después de una detección de ondas gravitacionales, Los científicos movilizan una gran cantidad de instalaciones astronómicas terrestres y espaciales para buscar una posible contraparte de las ondas en todo el espectro electromagnético y aprender más sobre su origen.

    Todos menos uno de los seis eventos de ondas gravitacionales que se han observado desde 2015 no tenían evidencia de una contraparte electromagnética, de acuerdo con el hecho de que se originaron a partir de la fusión de agujeros negros, un fenómeno cósmico que no se espera que libere ninguna luz.

    Es por eso que la primera detección de ondas gravitacionales junto con rayos gamma, el 17 de agosto de 2017, dio lugar a una sensación mundial, el lanzamiento de una campaña de observación que involucró a observatorios en todo el mundo y en el espacio para seguir la evolución de este fenómeno nunca antes visto.

    INTEGRAL de la ESA y los satélites de rayos gamma Fermi de la NASA habían detectado la explosión solo dos segundos después de que sus ondas gravitacionales pasaran a través de los detectores LIGO y Virgo. vinculando el estallido de rayos gamma con la fuente de las ondas del espacio-tiempo, causado por la coalescencia de dos estrellas de neutrones, densos restos que se forman al final de la vida de una estrella masiva.

    Impresión artística de dos estrellas de neutrones, los remanentes compactos de lo que alguna vez fueron estrellas masivas, girando en espiral una hacia la otra justo antes de fusionarse. Crédito:ESA, CC BY-SA 3.0 OIG

    Luego, los científicos buscaron el resplandor de la explosión creada por la fusión de estrellas de neutrones, que esperaban observar en longitudes de onda más largas, desde rayos X hasta ondas de radio. Si bien la señal óptica se recibió aproximadamente medio día después de la detección original, Fueron necesarias no menos de nueve días para las primeras observaciones de este objeto en rayos X y ondas de radio.

    El retraso de los rayos X y el resplandor de radio contiene información sobre la geometría de la explosión, sugiriendo que podría haber generado dos chorros simétricos y colimados, ninguno de los cuales, sin embargo, apuntando hacia la Tierra.

    Las observaciones de rayos X se realizaron con el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y otros telescopios espaciales. Chandra estuvo atento a esta fuente durante los meses siguientes, registrando una tendencia cada vez mayor en su brillo de rayos X.

    Debido a limitaciones de observación, XMM-Newton no pudo observar las secuelas de este choque cósmico durante los primeros cuatro meses después de su primera detección. Cuando finalmente lo hizo, el 29 de diciembre de 2017, el brillo de los rayos X parecía haber dejado de aumentar.

    "Las observaciones de XMM-Newton tuvieron un muy buen momento, "explica Paolo D'Avanzo del INAF - Osservatorio Astronomico di Brera, Italia.

    D'Avanzo es el autor principal del artículo que informa los resultados, publicado este mes en Astronomy &Astrophysics.

    "Al medir el mismo valor visto por Chandra a principios de ese mes, XMM-Newton proporcionó la primera evidencia de que la fuente había alcanzado su pico de rayos X, y que su incesante brillo finalmente se había detenido, ", agrega." Esto fue confirmado más tarde por otro equipo de científicos que siguen monitoreando la fuente con Chandra ".

    La galaxia elíptica NGC 4993, a unos 130 millones de años luz de la Tierra, visto con el instrumento VIMOS en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile. Crédito:ESO / A.J. Levan, N.R. Tanvir, CC BY 4.0

    Los científicos esperaban que el brillo de los rayos X alcanzara un pico después de unos meses, a medida que el material que había sido expulsado y calentado por la explosión desaceleró lentamente hacia el medio interestelar circundante. La mayor evolución del sistema, sin embargo, todavía podría tener algunas sorpresas en la tienda.

    Si la explosión produjo dos chorros simétricos que no apuntan hacia la Tierra, como se infiere de las primeras observaciones, su salida de rayos X disminuirá rápidamente.

    Pero existe otra posibilidad que podría explicar los datos obtenidos hasta ahora:la explosión también pudo haber ocurrido como una 'bola de fuego' esférica, sin chorros, pero con una energía mucho menor. En este caso, el brillo de los rayos X disminuiría a un ritmo más pausado después del pico.

    "Estamos ansiosos por ver cómo se comportará esta fuente en los próximos meses, ya que nos dirá si estamos mirando fuera del eje a un estallido de rayos gamma emitido, como pensamos hasta ahora, o presenciar un fenómeno diferente, "dice D'Avanzo.

    "Esta observación coincidentemente oportuna nos está acercando un paso más a comprender la naturaleza de esta fuente única, "dice Norbert Schartel, Científico del proyecto XMM-Newton en la ESA.

    En lo que los científicos llaman un enfoque de mensajería múltiple, Las observaciones a través del espectro electromagnético son clave para estudiar en profundidad esta y otras fuentes similares de ondas gravitacionales que serán descubiertas en años futuros por LIGO y Virgo.

    Los dos experimentos de ondas gravitacionales comenzarán sus observaciones nuevamente, con sensibilidad mejorada, a principios de 2019, mientras que la misión futura de la ESA, LISA, la antena espacial del interferómetro láser, que observará ondas gravitacionales de menor frecuencia desde el espacio, está previsto para su lanzamiento en 2034.


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