¿Un fogonazo de luz junto a las ondas gravitacionales?

¿Un fogonazo de luz junto a las ondas gravitacionales?

Publicado por el abr 19, 2016

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La fusión de dos agujeros negros generó las ondas gravitacionales – CfA

 

 

Su origen está en los mismos agujeros negros que provocaron las ondas, lo que supondría un hito para la Ciencia.

El pasado 14 de septiembre se produjo la primera detección directa de ondas gravitacionales. Procedían de una perturbación en el tejido espaciotemporal causada por la fusión de dos agujeros negros a 1.300 millones de años luz de distancia. De forma similar a las ondas que se producen en un lago al tirar una piedra, las ondas viajaron durante todo ese tiempo por el espacio, debilitándose paulatinamente con la distancia, y aunque al llegar a la Tierra eran casi imperceptibles, pudieron ser captadas por los dos instrumentos LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) en sus dos instalaciones de Hanford, en Washington, y Livingston, en Luisiana. El hallazgo abrió una nueva ventana para explorar el Universo.

Pero eso no fue todo lo que se observó ese día. Menos de medio segundo después de la detección de LIGO, en efecto, el instrumento GBM (Gamma-ray Burst Monitor) a bordo del telescopio espacial de rayos gamma Fermi, de la NASA, captó también un breve destello luminoso de alta energía en la misma zona del cielo. Y el análisis de ese fogonazo sugiere, con solo un 0,2% de probabilidad de error, que su origen está en los mismos agujeros negros que provocaron las ondas gravitacionales. Lo cual, si se confirma, sería todo un hito para la Ciencia, ya que una fusión entre agujeros negros, en teoría, no debería producir luz alguna. El trabajo acaba de publicarse en The Astrophysical Journal.

“Se trata de un descubrimiento tentador y con muy pocas probabilidades de ser una falsa alarma -afirma Valerie Connaughton, autora principal del estudio y parte del equipo científico del instrumento GBM-. Pero antes de ponernos a reescribir los libros de texto necesitamos ver más fogonazos asociados a ondas gravitacionales producidas por la fusión de agujeros negros”.

Detectar luz procedente de una fuente de ondas gravitacionales haría posible comprender mucho mejor el evento que las produce, ya que podría estudiarse al mismo tiempo desde dos puntos de vista muy distintos. El instrumento GBM es el primero diseñado para detectar pulsos de rayos gamma muy cortos, de menos de dos segundos de duración. Se cree que estos fogonazos tan breves se producen cuando dos objetos muy compactos, como las estrellas de neutrones, se orbitan mutuamente y terminan por chocar. Pero es la primera vez que se asocian a agujeros negros en colisión.

“Estudiar un único evento con rayos gamma y ondas gravitacionales a la vez nos dirá qué es exactamente lo que causa esos breves estallidos de energía -afirma Lindy Blackburn, miembro de la colaboración científica LIGO-. Existe una increíble sinergia entre ambas observaciones, con el estallido de rayos gamma revelando detalles energéticos de la fuente y el medio ambiente local, y las ondas gravitacionales proporcionando una sonda única para estudiar las dinámicas que conducen al evento”.

Actualmente, los observatorios de ondas gravitacionales ofrecen una visión bastante borrosa y limitada. Algo que se corregirá con el tiempo y a medida que nuevas y mejores instalaciones vayan entrando en funcionamiento. Por eso, el pasado 14 de septiembre los científicos de LIGO no fueron capaces de situar con precisión la fuente de las ondas gravitacionales que habían detectado, y se limitaron a marcar un área más o menos extensa y en cuyo interior debían encontrarse los dos agujeros negros.

Pero la detección, menos de medio segundo después, del breve destello de rayos gamma, ha permitido a los científicos del telescopio espacial Fermi localizar el punto exacto donde se produjo el evento. Por suerte para los investigadores, en ese momento la Tierra no se interponía entre el telescopio y el rapidísimo fogonazo.

Fusión poco común

Las ondas gravitacionales detectadas por LIGO se produjeron como consecuencia de la fusión de dos grandes agujeros negros, cada uno con cerca de treinta masas solares. Esta clase de fusiones son muy poco comunes y aún no se conoce bien la naturaleza de estos extraños sistemas binarios. Pero lo que desde luego no se esperaba es que estos eventos fueran capaces de producir destellos como el observado.

La razón es que para que se produzcan esta clase de fogonazos de rayos X o Gamma es necesario que alrededor de los objetos que colisionan haya nubes de gas en órbita. La excitación de los átomos de gas por la energía de la colisión es, precisamente, lo que produce la luminosidad. Y los investigadores piensan que, por su propia naturaleza, no debería de haber nubes de gas orbitando un sistema de dos agujeros negros. Y de haberlas, habrían que tenido que ser absorbidas mucho tiempo antes de su colisión.

Por eso, algunos astrónomos han manifestado sus dudas sobre este hallazgo, que consideran una simple coincidencia. Habrá que detectar más casos parecidos para poder estar seguros de lo que realmente sucede cuando dos agujeros negros chocan entre sí.

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