Los rayos X generados de una colisión de estrellas de neutrones aún se registran.

Agustin Ollarce

Han pasado tres años desde la detección histórica de una fusión de estrellas de neutrones a partir de ondas gravitacionales. Astrónomos de la Universidad de Maryland (UMD) han monitoreado desde entonces la persistencia de emisiones de rayos X, superando con mucho las predicciones de los modelos.


Imagen de rayos X de GW170817, observada por Chandra.

La fusión de estrellas de neutrones que estudió el equipo de Troja, GW170817, se identificó por primera vez a partir de ondas gravitacionales detectadas por el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser (LIGO) y su contraparte Virgo el 17 de agosto de 2017. En cuestión de horas, los telescopios de todo el mundo comenzaron a observar radiación electromagnética, incluidos los rayos gamma y la luz emitida por la explosión. Fue la primera y única vez que los astrónomos pudieron observar la radiación asociada con las ondas de gravedad, aunque sabían desde hace mucho tiempo que se produce dicha radiación. Todas las demás ondas de gravedad observadas hasta la fecha se han originado a partir de eventos demasiado débiles y demasiado lejanos para que la radiación se detecte desde la Tierra.


“Estamos entrando en una nueva fase en nuestra comprensión de las estrellas de neutrones”. […] “Realmente no sabemos qué esperar de este punto en adelante, porque todos nuestros modelos no predecían rayos X y nos sorprendió verlos 1.000 días después de que se detectó el evento de colisión. Puede llevar años encontrar la respuesta a lo que está sucediendo, pero nuestra investigación abre la puerta a muchas posibilidades”.

dijo Eleonora Troja, científica investigadora asociada en el Departamento de Astronomía de la UMD y autor principal del artículo.

Segundos después de que se detectara GW170817, los científicos registraron el chorro de energía inicial, conocido como estallido de rayos gamma, luego la kilonova más lenta, una nube de gas que estalló detrás del chorro inicial. La luz de la kilonova duró unas tres semanas y luego se desvaneció. Mientras tanto, nueve días después de que se detectara por primera vez la onda de gravedad, los telescopios observaron algo que no habían visto antes: rayos X. Los modelos científicos basados en la astrofísica conocida predijeron que a medida que el chorro inicial de la colisión de una estrella de neutrones se mueve a través del espacio interestelar, crea su propia onda de choque, que emite rayos X, ondas de radio y luz. Esto se conoce como resplandor crepuscular. Pero nunca antes se había observado un resplandor semejante.

En este caso, el resplandor alcanzó su punto máximo alrededor de 160 días después de que se detectaron las ondas de gravedad y luego se desvaneció rápidamente. Pero los rayos X permanecieron. Fueron observados por última vez por el Observatorio de rayos X Chandra dos años y medio después de que se detectara por primera vez GW170817.


“Tener una colisión tan cerca de nosotros que sea visible abre una ventana a todo el proceso al que rara vez tenemos acceso”. […] “Puede ser que haya procesos físicos que no hemos incluido en nuestros modelos porque no son relevantes en las primeras etapas con las que estamos más familiarizados, cuando se forman los chorros”.

dijo Troja, quien también investiga en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.

Otra posibilidad es que la kilonova y la nube de gas en expansión detrás del chorro de radiación inicial hayan creado su propia onda de choque que tardó más en llegar a la Tierra.


Colisión de estrelllas de neutrones del 17 de agosto de 2017. Crédito: E. Troja.

“Vimos la kilonova, así que sabemos que esta nube de gas está allí, y que los rayos X de su onda de choque pueden estar llegando a nosotros”. […] “Pero necesitamos más datos para entender si eso es lo que estamos viendo. Si es así, puede darnos una nueva herramienta, una firma de estos eventos que no hemos reconocido antes. Eso puede ayudarnos a encontrar colisiones de estrellas de neutrones en registros anteriores de radiación de rayos X “.

dijo Geoffrey Ryan, asociado postdoctoral en el Departamento de Astronomía de la UMD y coautor de el estudio.

Una tercera posibilidad es que algo haya quedado atrás después de la colisión, tal vez el remanente de una estrella de neutrones emisora de rayos X.

Se necesitan muchos más análisis antes de que los investigadores puedan confirmar exactamente de dónde provienen los rayos X persistentes. Algunas respuestas pueden llegar en diciembre de 2020, cuando los telescopios vuelvan a apuntar a la fuente de GW170817. (La última observación fue en febrero de 2020).


“Este puede ser el último aliento de una fuente histórica o el comienzo de una nueva historia, en la que la señal vuelve a brillar en el futuro y puede permanecer visible durante décadas o incluso siglos”. […] “Pase lo que pase, este evento está cambiando lo que sabemos sobre las fusiones de estrellas de neutrones y reescribiendo nuestros modelos”.

dijo Troja.

El artículo fue publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fuente.

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