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Visto por fin: agujero negro consume estrella muerta

El descubrimiento ayuda a ampliar el conocimiento sobre los sistemas estelares binarios que llenan el universo, al tiempo que plantea preguntas sobre por qué los astrónomos nunca han visto un par así en nuestra galaxia, la Vía Láctea.

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 Representación de ondas gravitacionales al fusionarse un agujero negro y una estrella de neutrones. (S.V. Chaurasia y T. Dietrich)

Representación de ondas gravitacionales al fusionarse un agujero negro y una estrella de neutrones. (S.V. Chaurasia y T. Dietrich)

En enero del año pasado, los astrónomos observaron definitivamente, por primera vez, a un agujero negro tragándose una estrella muerta.

Luego, 10 días después, vieron lo mismo en un sector diferente y distante del cosmos.

Esos triunfos, reportados en un artículo publicado en junio en Astrophysical Journal Letters, son los más recientes en el campo aún incipiente de la astronomía gravitacional, que está detectando el estiramiento y aplastamiento literal del espacio-tiempo causado por eventos catastróficos en el universo.

“Es la primera vez que hemos podido detectar en cualquier parte del universo una estrella de neutrones y un agujero negro colisionando”, dijo Patrick Brady, profesor en la Universidad de Wisconsin, en Milwaukee, quien sirve como portavoz de la Colaboración Científica LIGO.

El descubrimiento ayuda a ampliar el conocimiento sobre los sistemas estelares binarios que llenan el universo, al tiempo que plantea preguntas sobre por qué los astrónomos nunca han visto un par así en nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Durante más de 20 años, LIGO —Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser— ha estado buscando estas señales, una predicción de la teoría de la relatividad general de Einstein. Durante años, los rayos láser del observatorio, uno en el Estado de Washington, el otro en Louisiana, no detectaron nada.

Luego, en septiembre del 2015, ambos sitios observaron los anillos de las ondas gravitacionales. Esas ondas fueron generadas por una colisión de dos agujeros negros de tamaño estelar —perforaciones en el tejido del espacio-tiempo creado cuando las estrellas más masivas explotan como supernovas al final de sus vidas. Los dos agujeros negros se orbitaron hasta que finalmente se fusionaron en uno.

Dos años más tarde, LIGO detectó la colisión de dos estrellas de neutrones —los restos agotados de estrellas más masivas que el Sol, pero no lo suficientemente grandes como para colapsarse en agujeros negros. Colisiones así crean la mayor parte del oro y la plata en el universo.

Con la ayuda de VIRGO, un observatorio europeo de ondas gravitacionales similar, pero más pequeño, ubicado en Italia, los astrónomos pudieron identificar la parte del cielo donde ocurrió la explosión, y una serie de telescopios pudieron detectar partículas de luz, desde ondas de radio hasta rayos X, emanando de esa bola de fuego.

Las nuevas observaciones de ondas gravitacionales finalmente prueban que estos pares existen, aunque lejos de la Vía Láctea. La primera detección de una estrella de neutrones fusionándose con un agujero negro se produjo el 5 de enero del 2020 en las instalaciones de Louisiana. La segunda se dio el 15 de enero del mismo año y fue detectada por los tres instrumentos. A medida que se observen más colisiones de este tipo, surgirán patrones y aumentarán las posibilidades de discernir más detalles.

“Realmente esperamos que esto suceda en el futuro”, dijo Zsuzsanna A. Marka, científica en la Universidad de Columbia que trabaja en LIGO. “¿Acaso agregará algo el increíble laboratorio cósmico sobre el funcionamiento interno de una estrella de neutrones?”.

Brady dijo que una gran interrogante era por qué no se han encontrado pares de neutrones y agujeros negros dentro de la Vía Láctea. “Esa es realmente ahora una especie de pregunta abierta”, dijo.