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)
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.
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
«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.
