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| Una concepción artística ilustra las consecuencias de una "kilonova". Crédito de la imagen: Rayos X: NASA/CXC/Northwestern Univ./A. Hajela et al.; Ilustración: NASA/CXC/M.Weiss |
Cuando las estrellas de neutrones colisionan, producen una explosión llamada kilonova. El evento produce breves estallidos de rayos gamma y una intensa radiación electromagnética.
Son de 1⁄10 a 1⁄100 el brillo de una supernova típica, la autodetonación de una estrella masiva.
Astrónomos dirigidos por la Universidad de Northwestern podrían haber detectado por primera vez un resplandor posterior a una kilonova. Observaron este evento en GW170817, una fusión de dos estrellas de neutrones.
El 17 de agosto de 2017, los astrónomos descubrieron ondas gravitacionales procedentes de una fusión de este tipo utilizando el Observatorio Avanzado de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser (LIGO) y Virgo, coincidiendo con un estallido de rayos gamma. Desde entonces, los astrónomos han utilizado telescopios de todo el mundo para estudiar GW170817 en todo el espectro electromagnético.
Según los astrónomos, los restos -generados tras la colisión de estrellas de neutrones- generan un choque. Este choque generó entonces emisiones de rayos X al ser calentado por los materiales circundantes, lo que se conoce como resplandor posterior a una kilonova. Una explicación alternativa es que los materiales que caen hacia un agujero negro -formado por la fusión de estrellas de neutrones- provocaron los rayos X.
Aprajita Hajela, de Northwestern, que dirigió el nuevo estudio, dijo: "Nos hemos adentrado en un territorio desconocido al estudiar las consecuencias de la fusión de una estrella de neutrones. Estamos observando algo nuevo y extraordinario por primera vez. Esto nos da la oportunidad de estudiar y comprender nuevos procesos físicos, que no se han observado antes".
Utilizando el observatorio de rayos X Chandra de la NASA, los astrónomos observaron las emisiones de rayos X de un chorro. El chorro se movía muy cerca de la velocidad de la luz producida por la fusión de estrellas de neutrones. En 2018, se observó que las emisiones del chorro se volvían más tenues a medida que el chorro seguía frenando y expandiéndose.
Hasta finales de 2020, el oscurecimiento se detuvo, y se comprobó que la emisión de rayos X tenía un brillo constante. Esto fue una señal significativa.
Raffaella Margutti, astrofísica de la Universidad de California en Berkeley y autora principal del estudio, dijo: "El hecho de que los rayos X dejaran de atenuarse rápidamente fue nuestra mejor evidencia hasta ahora de que se está detectando algo, además de un chorro, en los rayos X de esta fuente."
"Parece que se necesita una fuente de rayos X completamente diferente para explicar lo que estamos viendo".
Según los astrónomos, se trata de un resplandor posterior a una kilonova o de un agujero negro que probablemente esté detrás de los rayos X. Y, sorprendentemente, este escenario nunca se había observado antes.
El coautor del estudio, Joe Bright, también de la Universidad de California en Berkeley, dijo: "Esta sería la primera vez que hemos visto un resplandor posterior a una kilonova o la primera vez que hemos visto material cayendo sobre un agujero negro después de una fusión de estrellas de neutrones. Cualquiera de los dos resultados sería fascinante".
Los astrónomos seguirán observando GW170817 en rayos X y ondas de radio para distinguir entre las dos explicaciones.
Los autores del estudio señalaron: "Si se trata de un resplandor posterior a una kilonova, se espera que las emisiones de rayos X y radio sean más brillantes en los próximos meses o años. Supongamos que la explicación implica la caída de materia sobre un agujero negro recién formado. En ese caso, la emisión de rayos X debería mantenerse estable o disminuir rápidamente, y no se detectaría ninguna emisión de radio a lo largo del tiempo".
La coautora del estudio, Kate Alexander, becaria postdoctoral del CIERA en Northwestern, dijo: "Un estudio más profundo de GW170817 podría tener implicaciones de gran alcance. La detección de un resplandor posterior a la kilonova implicaría que la fusión no produjo inmediatamente un agujero negro. Por otra parte, este objeto podría ofrecer a los astrónomos la oportunidad de estudiar cómo cae la materia en un agujero negro unos años después de su nacimiento."
Fuentes, créditos y referencias:
The emergence of a new source of X-rays from the binary neutron star merger GW170817, arXiv:2104.02070 [astro-ph.HE] arxiv.org/abs/2104.02070
Fuente: Universidad de Northwestern