Telescopios de ESO observan la primera luz de una fuente de ondas gravitacionales
Estrellas de neutrones fusionándose dispersan oro y platino en el espacio
Acaba de darse a conocer una noticia que va a revolucionar la astronomía: la detección visible por primera vez de una fuente de ondas gravitacionales.
Ilustración de una fusión de estrellas de neutrones. Foto: ESO.
El descubrimiento lo ha detectado una batería de telescopios del European Southern Observatory (ESO) en Chile, que ha detectado la primera contraparte visible de una fuente de ondas gravitacionales.
Estas observaciones históricas sugieren que este objeto único es el resultado de una fusión de dos estrellas de neutrones. Las secuelas cataclísmicas de este tipo de fusión —eventos predichos hace mucho y llamados kilonovas— dispersan en el universo elementos pesados como el oro y el platino.
Este descubrimiento, publicado en varios artículos en la revista Nature y en otras publicaciones, también ofrece la evidencia más sólida obtenida hasta ahora de que los estallidos de rayos gamma de corta duración son generados por la fusión de estrellas de neutrones.
Esta a sido la primera vez que los astrónomos han observado tanto ondas gravitacionales como luz (radiación electromagnética) procedentes del mismo evento gracias a un esfuerzo de colaboración global y a una rápida reacción tanto de las instalaciones de ESO como de otras instalaciones internacionales.
Principio de una nueva era científica
«Hay ocasiones excepcionales en las que, quienes nos dedicamos a la ciencia, tenemos la oportunidad de presenciar el principio de una nueva era», afirmó Elena Pian, astrónoma del INAF (Italia) y autora principal de uno de los artículos de la revista Nature. «¡Esta es una de ellas!».
ESO puso en marcha uno de las mayores campañas de observación de “eventos impredecibles” (ToO, Target of Opportunity, en inglés) jamás creadas y muchos telescopios, tanto de ESO como de colaboradores de ESO, observaron el objeto durante las semanas que siguieron a la detección.
El VLT (Very Large Telescope) de ESO, el NTT (New Technology Telescope), el VST (VLT Survey Telescope), el Telescopio MPG/ESO de 2,2 metros y ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), todos observaron el evento y sus efectos en una amplia gama de longitudes de onda. Unos 70 observatorios de todo el mundo observaron también este evento, incluyendo el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA.
Las estimaciones de distancia de los datos recogidos tanto en ondas gravitacionales como en las demás observaciones concuerdan con que el evento está muy cerca de NGC 4993, una galaxia lenticular en la constelación de Hidra, a unos 130 millones años luz de la Tierra. Esto hace que la fuente sea tanto el evento de ondas gravitacionales como la explosión de rayos gamma más cercanos detectados hasta ahora.
Las ondas en el espacio-tiempo, conocidas como ondas gravitacionales, son creadas por masas en movimiento, pero, actualmente, sólo pueden detectarse las más intensas, generadas por los rápidos cambios de velocidad de objetos muy masivos. Un evento de este tipo es la fusión de estrellas de neutrones, núcleos extremadamente densos de estrellas muy masivas que colapsan tras explotar como supernovas.
Ilustración de una fusión de estrellas de neutrones. Foto: ESO.
Hasta ahora, estas fusiones han sido la principal hipótesis para explicar los estallido de rayos gamma cortos. Se espera que, a este tipo de evento, le siga un evento explosivo (conocido como kilonova) 1.000 veces más brillante que la típica nova.
Primera observación confirmada de una kilonova
Las detecciones casi simultáneas de las ondas gravitacionales y los rayos gamma de GW170817 (detectado previamente el 17 de agosto del presente) hace que se tengan esperanzas de que este objeto sea un ejemplar de la tan buscada kilonova, y las observaciones llevadas a cabo con instalaciones de ESO han revelado propiedades notablemente cercanas a las predicciones teóricas. Hace más de 30 años que se postuló la existencia de las kilonovas, pero esta es la primera observación confirmada.
magen de VLT/MUSE de la galaxia NGC 4993 y la kilonova. Foto: ESO.
Tras la fusión de dos estrellas de neutrones, una explosión de elementos químicos pesados radiactivos de rápida expansión se alejó de la kilonova a una quinta parte de la velocidad de la luz. El color de la kilonova cambió de muy azul a muy roja durante los días posteriores, el cambio más rápido observado en explosiones estelares.
«Cuando el espectro apareció en nuestras pantallas me di cuenta de que se trataba del evento transitorio más inusual que había visto nunca», comentó Stephen Smartt, quien dirigió las observaciones con el NTT de ESO como parte del programa de observación ePESSTO (Public ESO Spectroscopic Survey of Transient Objects, sondeo espectroscópico de objetos transitorios público de ESO). «Nunca había visto nada igual. Nuestros datos, junto con los de otros grupos, demostraron a todos que esto no era una supernova o una estrella variable de primer plano, sino algo mucho más extraordinario».
Los espectros de ePESSTO y del instrumento X-shooter, instalado en el VLT, sugieren la presencia de cesio y telurio expulsado de las estrellas de neutrones en fusión. Estos y otros elementos pesados, producidos durante la fusión de las estrellas de neutrones, serían lanzados al espacio por la posterior kilonova. Estas observaciones enlazan la formación de elementos más pesados que el hierro mediante reacciones nucleares dentro de objetos estelares de alta densidad, conocidos como proceso r de captura neutrónica, algo que hasta ahora solo se había teorizado.
«Los datos que tenemos hasta ahora encajan de forma increíble con la teoría. Es un triunfo para los teóricos, una confirmación de que los eventos de LIGO-VIRGO son absolutamente reales y un logro para ESO por haber reunido un sorprendente conjunto de datos sobre la kilonova», añade Stefano Covino, autor principal de uno de los artículos para la revista Nature Astronomy.
Andrew Levan, autor principal de uno de los artículos, concluye, «La gran fuerza de ESO es que tiene una amplia gama de telescopios e instrumentos para hacer frente a grandes y complejos proyectos astronómicos, incluso para eventos impredecibles y con cortos plazos de tiempo. ¡Hemos entrado en una nueva era de la astronomía multimensajero!».
Fuente y más información: European Southern Observatory (ESO)
