Hace ocho meses, la detección de ondas gravitacionales de una fusión de estrellas de neutrones binarios nos hizo a nosotros ya otros astrónomos de todo el mundo apresurándonos a observar uno de los eventos más energéticos del universo.

Lo que la mayoría de la gente no se da cuenta es que continuamos observando el evento cada pocas semanas desde entonces hasta ahora.

Nuestro equipo comenzó a buscar emisiones de radio de la fusión, conocido como GW170817, haciendo una detección dos semanas después del evento de agosto. Ahora, la emisión de radio comienza a desvanecerse.

Mientras nos preparamos para despedirnos (al menos por ahora) de este increíble objeto, reflexionamos sobre lo que hemos aprendido hasta ahora, con nuestro trabajo aceptado para su publicación en el Diario astrofísico .

La detección de ondas gravitacionales y radiación electromagnética (como la luz y las ondas de radio) del mismo objeto significa que los físicos han podido:

• confirmar una predicción de la relatividad general de que las ondas gravitacionales viajan a la velocidad de la luz
• descubrir cómo se comporta la materia cuando la aprietas más fuerte que en el núcleo de un átomo
• explicar dónde se produce parte del oro (y otros elementos pesados) en el universo
• y comenzar a resolver un misterio de décadas sobre las causas de las explosiones cortas de rayos gamma.

Observando la fusión

Los radiotelescopios como el Australia Telescope Compact Array y el Jansky Very Large Array (en los Estados Unidos) están diseñados para detectar radiación electromagnética con longitudes de onda de centímetros a metros.

A diferencia de la luz visible, las ondas de radio viajan por el espacio casi sin obstáculos por el polvo. Se pueden detectar tanto de día como de noche:los radiotelescopios pueden observar durante todo el día.

Las ondas de radio que detectamos han viajado 130 millones de años luz desde la galaxia NGC 4993 donde tuvo lugar la fusión de estrellas de neutrones.

Cuando las dos estrellas de neutrones chocaron, emitieron una ráfaga de rayos gamma poco después, que fue detectado por el satélite Fermi 1,74 segundos después de las ondas gravitacionales. Lo que sucedió a continuación en la explosión es lo que todos hemos estado tratando de resolver.

En 12 horas, los astrónomos habían detectado un brillante, señal de desvanecimiento en luz visible. Creemos que esto provino del material de una estrella de neutrones arrojada al 50% de la velocidad de la luz. Estaba brillando a causa de un montón de desintegraciones radiactivas.

Las estrellas de neutrones son los objetos más densos que conocemos, excepto por los agujeros negros:imagina el Sol aplastado en una región del tamaño de una ciudad.

Cuando dos estrellas de neutrones chocan, forman un nuevo objeto que tiene un poco menos de masa que las dos estrellas originales:en este caso, probablemente un nuevo agujero negro. Una pequeña fracción de la masa se explota como materia y energía (recuerde E =mc ²⁾ y eso es lo que detectamos en la Tierra.

¿Qué nos dicen las ondas de radio?

La emisión de radio que detectamos días después, aunque, es un asunto diferente.

Las ondas de radio se crean cuando los electrones se aceleran en campos magnéticos. Esto sucede en los frentes de choque en el espacio, mientras el material de las explosiones estelares choca contra el material alrededor de la estrella.

Este material se llama medio interestelar y es aproximadamente 10 quintillones de veces menos denso que el aire en la Tierra (casi, pero no del todo, una aspiradora). La naturaleza de las ondas de radio nos dice los detalles de este choque, que podemos correr hacia atrás en el tiempo para tratar de comprender la explosión.

Una gran pregunta es si hubo un chorro estrecho de material moviéndose al 99,99% de la velocidad de la luz que salió de la explosión y golpeó el medio interestelar.

Creemos que esto debe suceder en explosiones de rayos gamma:¿sucedió eso aquí?

¿Qué pasó en la explosión?

Todavía no estamos seguros de los detalles pero no creemos que haya un jet exitoso en GW170817. Eso es porque ahora hemos observado que la emisión de radio comienza a desvanecerse (la emisión óptica comenzó a desvanecerse inmediatamente).

Esto muestra que la explosión probablemente no sea un estallido clásico de rayos gamma con chorros relativistas, como se muestra en la figura siguiente (izquierda). Lo más probable es que estemos viendo un "capullo" de material que se ha desprendido de la explosión.

Entonces, ¿de dónde viene este material?

El material arrojado fuera de las estrellas de neutrones (conocido como eyección) se movía rápido, alrededor del 50% de la velocidad de la luz. ¿Qué pasaría si hubiera un chorro aún más rápido (99,99% de la velocidad de la luz) que sucediera poco después?

Este chorro podría haber hecho volar una burbuja en la eyección, hacer que se mueva más rápido (tal vez el 90% de la velocidad de la luz) y detener el chorro en su camino:a esto lo llamamos un capullo.

Diciendo adiós (por ahora)

Después de ocho meses de ver GW170817, sabemos que es diferente a todo lo que hemos visto antes, y se ha comportado de formas totalmente inesperadas.

La emisión de radio ahora se está desvaneciendo pero puede que este no sea el final de la historia. La mayoría de los modelos predicen un resplandor a largo plazo de las fusiones de estrellas de neutrones, por lo que GW170817 podría reaparecer meses o incluso años en el futuro.

Mientras tanto, Estamos esperando con anticipación que el Observatorio de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser (LIGO) comience su próxima serie de observación a principios del próximo año. Incluso podríamos capturar un nuevo tipo de evento, una estrella de neutrones que se fusiona con un agujero negro.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.