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  • 09/09/2018

Astrofísica

El último secreto del choque de dos estrellas de neutrones

Hace un año se detectó la fusión de dos estrellas de neutrones en una galaxia lejana acompañada de la emisión de ondas gravitacionales. Ahora se han dado a conocer más detalles de aquel suceso.

Nature

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En el suceso GW170817, los chorros de partículas ultraveloces emitidos desde el disco de acreción que rodeaba al objeto creado por la colisión de dos estrellas de neutrones (un agujero negro, seguramente) hubieron de atravesar una nube de residuos. Allí generaron unas amplias zonas emisoras, a las que se ha llamado «capullos», pero estas no los sofocaron: alcanzaron el medio interestelar [Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF].

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Hace 130 millones de años, dos estrellas de neutrones se precipitaron la una contra la otra en la galaxia NGC 4993. Se sabe desde el 17 de agosto de 2017, el día en que las ondas gravitatorias generadas en la poderosa colisión llegaron a la Tierra. El suceso GW170817 cuenta entre los más espectaculares y memorables de la historia moderna de la astronomía. A los pocos segundos de la detección de las ondas gravitacionales, los telescopios recibían también todo un estallido de radiación. Esos fuegos artificiales duraron semanas y meses, a lo largo de los cuales el carácter de la radiación fue cambiando.

La radiación gamma emitida inmediatamente parecía encajar con el tipo de explosión cósmica conocida como estallido breve de rayos gamma, uno no muy intenso, pero enseguida los investigadores comprendieron, por la radiación de rayos X y de radio de los días siguientes, que no se trataba del caso más simple, más de  «libro de texto»: no procedía de un angosto «chorro» de partículas casi tan veloces como la luz disparado, casualmente hacia la Tierra, por GW170817. Más bien procedía de una nube esférica de residuos de la colisión que se expandía desde el punto del impacto a velocidades moderadamente altas con respecto a la de la luz. La evolución de la radiación en los meses siguientes resultó ser compatible con la siguente situación: la interacción con la nube de residuos de dos chorros de partículas ultraveloces, proyectados en sentidos opuesto como consecuencia de la fusión de las dos estrellas, tal y como es común en diversos fenómenos cósmicos violentos, habría creado un par de «capullos», unas zonas de emisión alargadas pero mucho más gruesas que los chorros, en lados opuestos de la nube. Y los chorros podrían no haber sido capaces de ir más allá de los capullos, hasta el espacio interestelar libre, emitiendo en este radiación que recorrería luego los espacios intergalácticos hacia nosotros: la travesía de la nube y la creación de los capullos habría sofocado en buena medida los chorros. Si las cosas ocurrieron así en aquel choque de estrellas de neutrones, se debería reconsiderar la hipótesis de que esas colisiones, como se suele suponer, crean estallidos breves de rayos gamma: que los chorros puedan atravesar los residuos y propagarse por el espacio es esencial para esa hipótesis.

Pero una nueva investigación ha socavado esta interpretación posible de lo ocurrido. Kunal Mooley, del Instituto de Tecnología de California, en Pasadena, y sus colaboradores han analizado las ondas de radio emitidas por el suceso que llegaron a la Tierra entre 75 y 230 días después de la señal de las ondas gravitatorias. Han observado, gracias a una apariencia de propagación a mayor velocidad que la de la luz de la fuente de esas señales de radio, que las partículas que las emitían se movían a través de la galaxia en un chorro muy estrecho (unos cinco grados de apertura) a una velocidad cercana a la de la luz, tal y como explica el equipo en Nature. Por lo tanto, el chorro sí había atravesado el capullo. Estaba orientado formando unos 20 grados con nuestra línea de visión (si este ángulo hubiese sido un poco mayor, no habríamos visto la radiación). Parece, pues, que la hipótesis que liga los brotes gamma breves a las fusiones de estrellas de neutrones sale respaldada de GW170817. 

Robert Gast / spektrum.de

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Spektrum der Wissenschaft.

Referencia: «Superluminal motion of a relativistic jet in the neutron-star merger GW170817», de K.M. Mooley et al. en Nature, 5 de septiembre de 2018.

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