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    Viendo la luz de las colisiones de estrellas de neutrones

    El satélite Swift con instrumentos. Crédito:NASA

    Cuando dos estrellas de neutrones chocaron el 17 de agosto, una búsqueda generalizada de radiación electromagnética del evento llevó a observaciones de luz del resplandor de la explosión, finalmente conectando un evento productor de ondas gravitacionales con la astronomía convencional usando luz, según un equipo internacional de astrónomos.

    Detecciones anteriores de ondas gravitacionales realizadas por LIGO (Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser) y Virgo, un observatorio europeo con sede en Pisa, Italia, fueron causadas por colisiones de dos agujeros negros. Por lo general, no se espera que las colisiones de agujeros negros generen emisiones electromagnéticas y no se detectó ninguna.

    "Una imagen completa de las fusiones de objetos compactos, sin embargo, requiere la detección de una contraparte electromagnética, "los investigadores informan en línea hoy (16 de octubre) en Ciencias .

    La detección del 17 de agosto de una onda gravitacional de la colisión de dos estrellas de neutrones por observatorios de ondas gravitacionales en los EE. UU. Y Europa inició una rápida cascada de observaciones de una variedad de telescopios terrestres y en órbita en busca de una contraparte electromagnética.

    Dos segundos después de la detección de la onda gravitacional, el monitor Gamma Ray Burst en la nave espacial Fermi de la NASA detectó un corto estallido de rayos gamma en el área de origen de la onda gravitacional.

    Mientras que el Swift Gamma Ray Burst Explorer, un satélite de la NASA en órbita terrestre baja que contiene tres instrumentos, el Burst Alert Telescope, el telescopio de rayos X y el telescopio ultravioleta / óptico:pueden ver una sexta parte del cielo a la vez, no vio el estallido de rayos gamma porque esa parte del cielo no era visible para Swift. Penn State está a cargo del Centro de Operaciones de la Misión para Swift orbita la Tierra cada 96 minutos y puede maniobrar para observar un objetivo en tan solo 90 segundos.

    Una vez que el equipo de Swift conocía el área apropiada para buscar, puso en acción los instrumentos del satélite. Swift es especialmente valioso en este tipo de eventos porque puede reposicionarse en un objetivo muy rápidamente. En este caso, el telescopio fue reorientado aproximadamente 16 minutos después de haber sido notificado por LIGO / Virgo, y comenzó a buscar una contraparte electromagnética.

    Inicialmente, debido a las predicciones de modelos teóricos, los investigadores pensaron que la radiación electromagnética que verían serían rayos X. Es por eso que NuSTAR de la NASA, (Matriz de telescopio espectroscópico nuclear), que mira radiografías, También buscó en el cielo señales electromagnéticas. Ni Swift ni NuSTAR detectaron rayos X.

    "Para ráfagas de rayos gamma, Los modelos predicen que se vería una emisión temprana de rayos X, "dijo Aaron Tohuvavohu, Asistente de investigación y operaciones científicas de Swift, Penn State. "Pero no hubo ninguno detectable de este evento hasta 9 días después de la fusión".

    En lugar de, Swift identificó un resplandor ultravioleta que se desvanecía rápidamente.

    "La primera emisión de rayos ultravioleta fue inesperada y muy emocionante, ", Agregó Tohuvavohu.

    Los estallidos de rayos gamma aparecen como un estallido direccional de energía de estrellas masivas colapsadas. Cualquier tipo de detector debe estar dentro de un cierto arco de la ráfaga para verlo. El resplandor de la explosión es sin embargo, más omnidireccional.

    "Lo que sea que pensamos que iba a suceder, no fue lo que realmente sucedió, "dijo Jamie A Kennea, cabeza, Equipo de Swift Science Operations y profesor asociado de investigación de astronomía y astrofísica, Penn State. "El próximo evento de fusión estrella de neutrones-estrella de neutrones podría verse muy diferente".

    La combinación de datos de ubicación de las diversas observaciones del evento presentó una buena estimación de dónde estaban las dos estrellas en el universo.

    "Swift colocó en mosaico todo el campo en el área identificada y no encontró nada más que pudiera haber causado la emisión, "dijo Michael H. Siegel, profesor asociado de investigación y jefe del equipo del telescopio óptico ultravioleta, Penn State. "Estamos seguros de que esta es la contraparte de la onda gravitacional detectada que vio LIGO".

    El descubrimiento de Swift es espectacular porque está asociado con un evento de onda gravitacional que hace que esta sea una auténtica fusión de estrellas de neutrones dobles. dijo Peter Mészáros, Eberly Catedrático de Astronomía y Astrofísica y profesor de física, Penn State, que ha estudiado ampliamente los estallidos de rayos gamma y las ondas gravitacionales.

    "Lo que sorprende es que ahora solo tenemos emisiones ópticas pero no de rayos X, ", dijo Mészáros." Normalmente, una fusión de estrella de neutrones y estrella de neutrones debería tener rayos X durante mucho tiempo con emisiones ópticas que se desvanecen relativamente más rápido. Lo único que se puede inferir de esto, basado en los modelos que yo y otros hemos desarrollado, es que el haz de rayos X es más estrecho y no está dirigido directamente hacia nosotros ".

    En este caso, la fusión habría producido rayos X, pero habrían apuntado en una dirección alejada de la Tierra, impidiendo que Swift y NuSTAR detecten las emisiones iniciales de rayos X.

    Mészáros señala que las ondas gravitacionales parecían provenir de objetos más pequeños en masa que los agujeros negros, que apuntaba a estrellas de neutrones, y que las emisiones electromagnéticas correlacionadas por separado con el evento proporcionan dos formas de demostrar una prueba positiva de que se trata de una fusión de estrellas de neutrones.

    La colisión entre estrella de neutrones y estrella de neutrones se produjo a 130 millones de años luz de distancia en otra galaxia. Un año luz es la distancia que la luz puede viajar en un año, que son casi 6 billones de millas.

    Según los investigadores, este evento estuvo cerca de nuestro sistema solar según los estándares astronómicos. Las colisiones agujero negro-agujero negro detectadas originalmente por LIGO, a diferencia de, estaban a miles de millones de años luz de distancia.

    "Una colisión estrella de neutrones-estrella de neutrones era nuestra mejor esperanza para una firma electromagnética, ", dijo Kennea." Pero todavía es sorprendente que tengamos uno en nuestra primera colisión estrella de neutrones-estrella de neutrones ".


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