Recreación artística de la fusión de dos estrellas de neutrones
Recreación artística de la fusión de dos estrellas de neutrones - U. Warwick/M. Garlick

La explosión cósmica que regó con oro un galaxia cercana

Astrónomos afirman que un evento luminoso visto durante diez días en 2016 se trataba de una kilonova, la fusión de dos estrellas de neutrones

Madrid Actualizado: Guardar
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El 17 de agosto de 2017, un enorme plantel de científicos hizo historia al observar con telescopios y escuchar con ondas gravitacionales el mismo fenómeno cósmico, la fusión de dos estrellas de neutrones en una galaxia a 130 millones de años luz. La detección, que inauguró una nueva era en la Astronomía, vino acompañada de una serie de descubrimientos. Entre ellos, que la kilonova formada por la explosión, resultaba ser la fuente de grandes cantidades de metales pesados, un hallazgo largamente predicho por la teoría. Todo el oro y platino de la Tierra se formó como resultado de choques semejantes.

A partir de los extraordinarios datos obtenidos en 2017, los investigadores comenzaron a ajustar sus suposiciones sobre cómo debería verse una kilonova ante los observadores terrestres. Un equipo dirigido por Eleonora Troja, del departamento de Astronomía de la Universidad de Maryland, reexaminó los datos de un estallido de rayos gamma detectado en agosto de 2016 y descubrió que casaba perfectamente con una kilonova. Una que había pasado desapercibida durante las observaciones iniciales.

El Observatorio Neil Gehrels Swift de la NASA comenzó a rastrear el evento de 2016, llamado GRB160821B, minutos después de que se detectara. La captura temprana permitió al equipo de investigación reunir nuevas ideas que faltaban en las observaciones de kilonova del evento LIGO, que no comenzó hasta casi 12 horas después de la colisión inicial. Troja y sus colegas explican los nuevos hallazgos en la revista «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society».

Cercano y visible

La kilonova, señalada por la flecha roja, se desvanece a medida que la luz de explosión desaparece en diez días
La kilonova, señalada por la flecha roja, se desvanece a medida que la luz de explosión desaparece en diez días - NASA/ESA/E. Troja

«El evento de 2016 fue muy emocionante. Estaba cerca y visible con todos los telescopios principales, incluido el telescopio espacial Hubble de la NASA. Pero no coincidió con nuestras predicciones: esperábamos ver cómo la emisión infrarroja se volvía más y más brillante durante varias semanas», reconoce Troja. «Diez días después del evento, apenas quedaba ninguna señal. Todos estábamos muy decepcionados. Luego, un año después, ocurrió el evento LIGO. Observamos nuestros datos antiguos con nuevos ojos y nos dimos cuenta de que habíamos capturado una kilonova en 2016. Era una combinación casi perfecta. Los datos infrarrojos para ambos eventos tienen luminosidades similares y exactamente la misma escala de tiempo», explica.

Las similitudes entre los dos eventos sugieren que la kilonova de 2016 también resultó de la fusión de dos estrellas de neutrones. Las kilonovas también pueden ser el resultado de la fusión de un agujero negro y una estrella de neutrones, pero se desconoce si tal evento produciría una firma diferente en las observaciones de rayos X, infrarrojos, radio y luz óptica.

Troja admite que la información recopilada del evento de 2016 no contiene tantos detalles como las observaciones un año después detectadas por los interferómetros LIGO y Virgo. Pero la cobertura de esas primeras horas, que falta en el registro de LIGO y Virgo, reveló nuevas ideas importantes sobre las primeras etapas de una kilonova. Por ejemplo, el equipo observó por primera vez el nuevo objeto que quedó después de la colisión, que no era visible en los datos del evento LIGO.

Un magnetar

«El remanente podría ser una estrella de neutrones hipermasiva altamente magnetizada conocida como magnetar, que sobrevivió a la colisión y luego se derrumbó en un agujero negro», comenta Geoffrey Ryan, del departamento de Astronomía de UMD y coautor del trabajo de investigación. «Esto es interesante, porque la teoría sugiere que un magnetar debería ralentizar o incluso detener la producción de metales pesados, que es la fuente principal de la firma de luz infrarroja de una kilonova. Nuestro análisis sugiere que los metales pesados son de alguna manera capaces de escapar de la influencia de enfriamiento del objeto remanente».

Troja y sus colegas planean aplicar las lecciones que aprendieron para reevaluar eventos pasados, al tiempo que mejoran su enfoque para futuras observaciones. Se han identificado varios eventos candidatos con observaciones de luz óptica, pero Troja está más interesada en eventos con una fuerte firma de luz infrarroja, el indicador revelador de la producción de metales pesados.

«La señal infrarroja muy brillante de este evento posiblemente la convierte en la kilonova más clara que hemos observado en el universo distante», dice Troja. «Estoy muy interesado en cómo cambian las propiedades de la kilonova con diferentes progenitores y restos finales. A medida que observamos más de estos eventos, podemos aprender que hay muchos tipos diferentes de kilonovas, todos en la misma familia, como es el caso de los muchos tipos diferentes de supernovas. Es muy emocionante dar forma a nuestro conocimiento en tiempo real».