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Los astrónomos pueden haber visto el resplandor de una explosión de ‘kilonova’

En la representación de este artista, la fusión de dos estrellas de neutrones para formar un agujero negro (oculto dentro de un bulto brillante en el centro de la imagen) genera chorros opuestos de material de alta energía (azul) que calientan el material alrededor de las estrellas, haciéndolo emitir X -rayos (nubes rojizas).  Los rayos X también podrían producirse durante colisiones violentas cuando el material cae en el agujero negro (disco amarillo dorado alrededor del bulto central)

Por primera vez, los astrónomos pueden haber visto el resplandor de un evento cósmico épico conocido como ‘kilonova’.

Las kilonovas son inmensas explosiones causadas por estrellas de neutrones que chocan entre sí, enviando un intenso chorro de partículas de alta energía a través del espacio.

Producen un destello luminoso de luz radiactiva que produce grandes cantidades de elementos importantes como plata, oro, platino y uranio.

Los investigadores creen que han detectado un «resplandor» de un evento de kilonova de 2017, en forma de rayos X capturados por el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA.

En la representación de este artista, la fusión de dos estrellas de neutrones para formar un agujero negro (oculto dentro de un bulto brillante en el centro de la imagen) genera chorros opuestos de material de alta energía (azul) que calientan el material alrededor de las estrellas, haciéndolo emitir X -rayos (nubes rojizas). Los rayos X también podrían producirse durante colisiones violentas cuando el material cae en el agujero negro (disco amarillo dorado alrededor del bulto central)

KILONOVA: UN GRAN EVENTO CÓSMICO

Las kilonovas son inmensas explosiones causadas por estrellas de neutrones que chocan entre sí, enviando un intenso chorro de partículas de alta energía a través del espacio.

Producen un destello luminoso de luz radiactiva que produce grandes cantidades de elementos importantes como plata, oro, platino y uranio.

La fusión entre las dos estrellas de neutrones, algunos de los objetos más densos del universo, crea una explosión 1000 veces más brillante que una nova clásica.

El nuevo estudio ha sido dirigido por expertos del Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica (CIERA) de Northwestern en Evanston, Illinois.

«Hemos entrado en un territorio desconocido aquí al estudiar las consecuencias de una fusión de estrellas de neutrones», dijo Aprajita Hajela de Northwestern, quien dirigió el estudio.

“Estamos viendo algo nuevo y extraordinario por primera vez. Esto nos brinda la oportunidad de estudiar y comprender nuevos procesos físicos, que no se habían observado antes”.

Las estrellas de neutrones, los núcleos colapsados ​​de estrellas gigantes, tienen un radio muy pequeño (típicamente 18,6 millas o 30 km) y una densidad muy alta, compuestas predominantemente por neutrones muy compactos. Se encuentran entre los objetos más densos del universo.

Cuando dos estrellas de neutrones se orbitan muy de cerca, gradualmente giran en espiral hacia adentro debido a la radiación gravitacional, casi como dos monedas que se acercan más y más a medida que llegan al centro de una ruleta de monedas de caridad.

Cuando las dos estrellas de neutrones se encuentran, su fusión conduce a la formación de una estrella de neutrones más masiva o un agujero negro, según la masa.

Una kilonova es esencialmente la explosión que se produce a partir del evento de fusión, que es 1000 veces más brillante que una nova clásica.

Impresión artística de estrellas de neutrones fusionándose, produciendo ondas gravitacionales y dando como resultado una kilonova.

Impresión artística de estrellas de neutrones fusionándose, produciendo ondas gravitacionales y dando como resultado una kilonova.

OBSERVATORIO DE RAYOS X CHANDRA

Chandra es uno de los cuatro Grandes Observatorios de la NASA: grandes y potentes telescopios astronómicos basados ​​en el espacio que se lanzaron entre 1990 y 2003.

Los cuatro fabulosos (Spitzer, Chandra, Hubble y Compton) se construyeron para observar regiones específicas del espectro de luz.

Las lecturas de luz satelital pueden permitir a los científicos discernir la masa y el tamaño de las estrellas en otras galaxias y sus planetas que pasan frente a ellas.

El programa Grandes Observatorios demostró el poder de usar diferentes longitudes de onda de luz para crear una imagen más completa del universo, dijo la NASA.

De los cuatro, solo el Hubble y el Chandra ahora permanecen activos, ya que el Compton fue dado de baja en 2000 y el Spitzer en 2020.

En 2017, los científicos detectaron la fusión de dos estrellas de neutrones en una galaxia llamada NGC 4993, gracias a una señal de onda gravitatoria llamada GW170817.

En este caso, un chorro angosto fuera del eje de partículas de alta energía acompañó el evento de fusión GW170817.

Ahora, tres años y medio después de la fusión, el chorro se desvaneció, revelando una nueva fuente de misteriosos rayos X.

Como explicación principal de la nueva fuente de rayos X, los astrofísicos creen que los escombros en expansión de la fusión generaron un impacto, similar al estampido sónico de un avión supersónico.

Este choque luego calentó los materiales circundantes, lo que generó emisiones de rayos X, conocidas como resplandor residual de kilonova.

Una explicación alternativa es que los materiales que caen hacia un agujero negro, formado como resultado de la fusión de estrellas de neutrones, causaron los rayos X. Cualquier escenario sería el primero para el campo.

Para distinguir entre las dos explicaciones, los astrónomos seguirán monitoreando GW170817 en rayos X y ondas de radio.

Si se trata de un resplandor residual de kilonova, se espera que las emisiones de rayos X y de radio sean más brillantes en los próximos meses o años.

Pero si se trata de materia que cae sobre un agujero negro recién formado, entonces la salida de rayos X debería permanecer constante o disminuir rápidamente, y no se detectará ninguna emisión de radio con el tiempo.

Representación artística del telescopio espacial del Observatorio de rayos X Chandra, con Urano visible al fondo

Representación artística del telescopio espacial del Observatorio de rayos X Chandra, con Urano visible al fondo

«Un estudio adicional de GW170817 podría tener implicaciones de gran alcance», dijo la coautora del estudio Kate Alexander, becaria postdoctoral de CIERA en Northwestern.

‘La detección de un resplandor residual de kilonova implicaría que la fusión no produjo inmediatamente un agujero negro.

«Alternativamente, este objeto puede ofrecer a los astrónomos la oportunidad de estudiar cómo la materia cae en un agujero negro unos años después de su nacimiento».

El estudio ha sido publicado en Las cartas del diario astrofísico.

¿QUÉ SON LAS ESTRELLAS DE NEUTRONES?

Las estrellas de neutrones son los núcleos colapsados ​​y quemados de estrellas muertas.

Cuando las estrellas grandes llegan al final de su vida, su núcleo se colapsa y las capas exteriores de la estrella se desvanecen.

Esto deja un objeto extremadamente denso conocido como estrella de neutrones, que aplasta más masa de la que contiene el sol en el tamaño de una ciudad.

Una estrella de neutrones normalmente tendría una masa que quizás sea medio millón de veces la masa de la Tierra, pero solo tienen unos 20 kilómetros (12 millas) de ancho.

Un puñado de material de esta estrella pesaría tanto como el Monte Everest.

Son muy calientes, quizás un millón de grados, altamente radiactivos y tienen campos magnéticos increíblemente intensos.

Esto los convierte posiblemente en los entornos más hostiles del Universo en la actualidad, según el profesor Patrick Sutton, jefe del departamento de física gravitacional de la Universidad de Cardiff.

Los objetos densos, en particular sus núcleos, son clave para nuestra comprensión de los elementos pesados ​​del universo.

Fuente

Publicado por notimundo

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