Un importante avance en cómo podemos entender las colisiones de estrellas muertas y la expansión del Universo ha sido realizado por un equipo internacional, dirigido por la Universidad de East Anglia.

Han descubierto un púlsar inusual, uno de los 'faros' giratorios de estrellas de neutrones magnetizados del espacio profundo que emite ondas de radio altamente enfocadas desde sus polos magnéticos.

El púlsar recién descubierto (conocido como PSR J1913 + 1102) es parte de un sistema binario, lo que significa que está encerrado en una órbita ferozmente cerrada con otra estrella de neutrones.

Las estrellas de neutrones son los restos estelares muertos de una supernova. Están formados por la materia más densa que se conoce, empaquetando cientos de miles de veces la masa de la Tierra en una esfera del tamaño de una ciudad.

En alrededor de 500 millones de años, las dos estrellas de neutrones chocarán, liberando asombrosas cantidades de energía en forma de ondas gravitacionales y luz.

Pero el púlsar recién descubierto es inusual porque las masas de sus dos estrellas de neutrones son bastante diferentes, una mucho más grande que la otra.

Este sistema asimétrico les da a los científicos la confianza de que las fusiones de estrellas de neutrones dobles proporcionarán pistas vitales sobre misterios sin resolver en astrofísica, incluida una determinación más precisa de la tasa de expansión del Universo, conocida como la constante de Hubble.

El descubrimiento, publicado hoy en la revista Naturaleza , se hizo utilizando el radiotelescopio de Arecibo en Puerto Rico.

El investigador principal, el Dr. Robert Ferdman, de la Escuela de Física de UEA, dijo:"En 2017, Los científicos del Observatorio de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser (LIGO) detectaron por primera vez la fusión de dos estrellas de neutrones.

"El evento provocó ondas gravitacionales a través del tejido del espacio-tiempo, como predijo Albert Einstein hace más de un siglo ".

Conocido como GW170817, Este espectacular evento también fue visto con telescopios tradicionales en observatorios de todo el mundo. que identificó su ubicación en una galaxia distante, 130 millones de años luz de nuestra propia Vía Láctea.

El Dr. Ferdman dijo:"Confirmó que el fenómeno de las explosiones cortas de rayos gamma se debió a la fusión de dos estrellas de neutrones. Y ahora se cree que estas son las fábricas que producen la mayoría de los elementos más pesados ​​del Universo". como el oro ".

La energía liberada durante la fracción de segundo cuando dos estrellas de neutrones se fusionan es enorme; se estima que es decenas de veces más grande que todas las estrellas del Universo juntas.

Entonces, el evento GW170817 no fue una sorpresa. Pero la enorme cantidad de materia expulsada de la fusión y su brillo fue un misterio inesperado.

El Dr. Ferdman dijo:"La mayoría de las teorías sobre este evento asumieron que las estrellas de neutrones encerradas en sistemas binarios son muy similares en masa.

“Nuestro nuevo descubrimiento cambia estas suposiciones. Hemos descubierto un sistema binario que contiene dos estrellas de neutrones con masas muy diferentes.

"Estas estrellas colisionarán y fusionarán en unos 470 millones de años, que parece mucho tiempo, pero es solo una pequeña fracción de la edad del Universo.

"Debido a que una estrella de neutrones es significativamente más grande, Su influencia gravitacional distorsionará la forma de su estrella compañera, eliminando grandes cantidades de materia justo antes de que se fusionen. y potencialmente interrumpirlo por completo.

"Esta 'interrupción de las mareas' expulsa una mayor cantidad de material caliente de lo esperado para sistemas binarios de igual masa, resultando en una emisión más potente.

"Aunque GW170817 puede explicarse con otras teorías, podemos confirmar que un sistema padre de estrellas de neutrones con masas significativamente diferentes, similar al sistema PSR J1913 + 1102, es una explicación muy plausible.

"Quizás lo más importante, el descubrimiento destaca que hay muchos más de estos sistemas, lo que constituye más de uno de cada 10 binarios de estrellas de neutrones dobles fusionados ".

El coautor Dr. Paulo Freire del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn, Alemania, dijo:"Tal interrupción permitiría a los astrofísicos obtener nuevas pistas importantes sobre la materia exótica que forma los interiores de estos extremos, objetos densos.

"Esta materia sigue siendo un gran misterio, es tan densa que los científicos aún no saben de qué está hecha en realidad. Estas densidades están mucho más allá de lo que podemos reproducir en los laboratorios terrestres".

La ruptura de la estrella de neutrones más ligera también mejoraría el brillo del material expulsado por la fusión. Esto significa que, junto con los detectores de ondas gravitacionales como el LIGO con sede en EE. UU. Y el detector Virgo con sede en Europa, los científicos también podrán observarlos con telescopios convencionales.

Dr. Ferdman dijo:"Emocionantemente, esto también puede permitir una medición completamente independiente de la constante de Hubble, la velocidad a la que se expande el Universo. Los dos métodos principales para hacer esto actualmente están en desacuerdo entre sí, por lo que esta es una forma crucial de romper el estancamiento y comprender con más detalle cómo evolucionó el Universo ".

"Relaciones de masa asimétricas para fusiones de estrellas de neutrones dobles brillantes" se publica en la revista Naturaleza el 8 de julio 2020.