Investigadores de la Universidad Estatal de Oregón han confirmado que la unión del otoño pasado de dos estrellas de neutrones causó de hecho una breve explosión de rayos gamma.

Los resultados, publicado hoy en Cartas de revisión física , representan un paso clave en la comprensión de los astrofísicos de la relación entre las fusiones binarias de estrellas de neutrones, ondas gravitacionales y ráfagas cortas de rayos gamma.

Comúnmente abreviado como GRB, Los estallidos de rayos gamma son haces estrechos de ondas electromagnéticas de las longitudes de onda más cortas en el espectro electromagnético. Los GRB son los eventos electromagnéticos más poderosos del universo, ocurre a miles de millones de años luz de la Tierra y es capaz de liberar tanta energía en unos segundos como lo hará el sol durante su vida.

Los GRB se dividen en dos categorías, larga duración y corta duración. Los GRB largos están asociados con la muerte de una estrella masiva, ya que su núcleo se convierte en un agujero negro y puede durar desde un par de segundos hasta varios minutos.

Se sospechaba que los GRB cortos se originaron a partir de la fusión de dos estrellas de neutrones, lo que también resulta en un nuevo agujero negro, un lugar donde la fuerza de gravedad de la materia superdensa es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Hasta 2 segundos es el período de tiempo de un GRB corto.

El término estrella de neutrones se refiere al núcleo colapsado gravitacionalmente de una estrella grande; las estrellas de neutrones son las más pequeñas, estrellas más densas conocidas. Según la NASA, La materia de las estrellas de neutrones está tan compactada que una cantidad del tamaño de un terrón de azúcar pesa más de mil millones de toneladas.

En noviembre de 2017, Científicos de colaboraciones estadounidenses y europeas anunciaron que habían detectado un destello de rayos X / rayos gamma que coincidió con una explosión de ondas gravitacionales. seguido de la luz visible de una nueva explosión cósmica llamada kilonova.

Ondas gravitacionales, una ondulación en el tejido del tiempo-espacio, se detectaron por primera vez en septiembre de 2015, un evento de letra roja en física y astronomía que confirmó una de las principales predicciones de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein de 1915.

"La detección simultánea de rayos gamma y ondas gravitacionales desde el mismo lugar en el cielo fue un hito importante en nuestra comprensión del universo, "dijo Davide Lazzati, astrofísico teórico en la Facultad de Ciencias de OSU. "Los rayos gamma permitieron una localización precisa de dónde venían las ondas gravitacionales, y la información combinada de la radiación gravitacional y electromagnética permite a los científicos sondear el sistema binario de estrellas de neutrones que es responsable de formas sin precedentes ".

Antes de la última investigación de Lazzati, sin embargo, había quedado abierta la cuestión de si las ondas electromagnéticas detectadas eran "una breve explosión de rayos gamma, o simplemente una breve ráfaga de rayos gamma; este último es diferente, Fenómeno más débil.

En verano de 2017, El equipo de teóricos de Lazzati había publicado un artículo prediciendo que, contrariamente a estimaciones anteriores de la comunidad astrofísica, Se podían observar breves estallidos de rayos gamma asociados con la emisión gravitacional de la coalescencia de estrellas de neutrones binarios incluso si el estallido de rayos gamma no apuntaba directamente a la Tierra.

"Los rayos X y gamma están colimados, como la luz de un faro, y se puede detectar fácilmente solo si el haz apunta hacia la Tierra, "Dijo Lazzati." Ondas gravitacionales, por otra parte, son casi isotrópicos y siempre se pueden detectar ".

Isotrópico se refiere a que se transmite uniformemente en todas las direcciones.

"Argumentamos que la interacción del chorro corto de rayos gamma con su entorno crea una fuente secundaria de emisión llamada capullo, "Dijo Lazzati." El capullo es mucho más débil que el haz principal y es indetectable si el haz principal apunta hacia nuestros instrumentos. Sin embargo, podría ser detectado por ráfagas cercanas cuyo haz apunta lejos de nosotros ".

En los meses posteriores a la detección de ondas gravitacionales de noviembre de 2017, los astrónomos continuaron observando el lugar de donde provenían las ondas gravitacionales.

"Más radiación vino después del estallido de rayos gamma:ondas de radio y rayos X, ", Dijo Lazzati." Era diferente del típico resplandor de GRB corto. Por lo general, hay una breve ráfaga un pulso brillante, radiación de rayos X brillante, luego decae con el tiempo. Este tenía un pulso de rayos gamma débil, y el resplandor fue tenue, se iluminó muy rápidamente, siguió brillando, luego se apaga ".

"Pero ese comportamiento es el esperado cuando lo ves desde un punto de observación fuera del eje, cuando no estás mirando por el cañón del jet, ", dijo." La observación es exactamente el comportamiento que predijimos. No hemos visto el arma homicida no tenemos una confesión, pero la evidencia circunstancial es abrumadora. Esto está haciendo exactamente lo que esperábamos que hiciera un chorro fuera del eje y es una prueba convincente de que las fusiones binarias de estrellas de neutrones y las explosiones cortas de rayos gamma están realmente relacionadas entre sí ".