Vea También
 |
| Ilustración artística de kilonova. Crédito: Robin Dienel/Instituto Carnegie para la Ciencia |
Las fusiones de estrellas de neutrones expulsan una bola de fuego enriquecida en elementos pesados que puede observarse como kilonova. La geometría de la kilonova es un diagnóstico clave de la fusión y viene dictada por las propiedades de la materia ultradensa y la energética del colapso de un agujero negro.
Pero aún no sabemos mucho sobre este violento fenómeno. Cuando en 2017 se detectó una kilonova a 140 millones de años luz de distancia, fue la primera vez que los científicos pudieron recopilar datos detallados.
Los datos de esta enorme explosión aún están siendo interpretados por científicos de todo el mundo, entre ellos Albert Sneppen y Darach Watson, de la Universidad de Copenhague, que hicieron un descubrimiento sorprendente.
Los astrónomos sugieren que la colisión de estrellas de neutrones produce una explosión que, contrariamente a lo que se creía hasta hace poco, tiene forma de esfera perfecta. Aunque actualmente no está claro cómo es posible, el hallazgo podría ofrecer una nueva forma de entender la física básica y calcular la edad del Universo.
Albert Sneppen, estudiante de doctorado en el Instituto Niels Bohr y primer autor del estudio publicado en la revista Nature, declaró: "Tenemos dos estrellas supercompactas que orbitan entre sí 100 veces por segundo antes de colapsar. Nuestra intuición, y todos los modelos anteriores, dicen que la nube explosiva creada por la colisión debe tener una forma aplanada y bastante asimétrica".
Por eso, los científicos se sorprenden de que este no sea el caso de la kilonova de 2017. Es completamente simétrica y tiene una forma cercana a una esfera perfecta.
Darach Watson, profesor asociado del Instituto Niels Bohr y segundo autor del estudio, afirma: "Nadie esperaba que la explosión tuviera este aspecto. No tiene sentido que sea esférica, como una pelota. Pero nuestros cálculos muestran claramente que lo es. Esto significa probablemente que las teorías y simulaciones de kilonovas que hemos estado considerando durante los últimos 25 años carecen de una física importante."
Pero el principal enigma es cómo la kilonova puede ser esférica. Los científicos especulan con que debe de tratarse de un fenómeno físico inesperado.
La explosión se vuelve esférica si una enorme cantidad de energía sale de su centro, suavizando una forma que, de otro modo, sería asimétrica. Por tanto, la forma esférica indica una sorprendente cantidad de energía en el núcleo de la colisión.
Durante la colisión, las estrellas de neutrones se combinan brevemente en una única estrella de neutrones hipermasiva antes de colapsar en un agujero negro. Los investigadores se preguntan si en este colapso se esconde una parte importante del secreto:
Quizá cuando la estrella cae en un agujero negro, la energía del inmenso campo magnético de la estrella de neutrones hipermasiva se libera, creando una "bomba magnética". La distribución de los materiales en la explosión puede volverse más esférica debido a la liberación de energía magnética. De ser así, la creación del agujero negro podría implicar una gran cantidad de energía.
Sin embargo, esta explicación debe explicar adecuadamente otra característica del descubrimiento de los científicos. Todos los elementos producidos son más pesados que el hierro, pero según las teorías anteriores, los elementos extremadamente pesados, como el oro o el uranio, deberían formarse en lugares distintos de la kilonova que los elementos menos pesados, como el estroncio o el criptón, y deberían ser expulsados en direcciones diferentes. Sin embargo, los científicos sólo detectan los elementos más ligeros, que se dispersan por igual por el espacio.
 |
| Ilustración de explosión esférica. Crédito: Albert Sneppen |
De ahí que los científicos crean que las enigmáticas partículas elementales, los neutrinos, sobre los que aún se desconoce mucho, también desempeñan un papel clave en el fenómeno.
Según Albert Sneppen, "una idea alternativa es que en los milisegundos que dura la vida de la estrella de neutrones hipermasiva, ésta emite una gran cantidad de neutrinos. Los neutrinos pueden hacer que los neutrones se conviertan en protones y electrones y crear así elementos más ligeros en general. Esta idea también tiene defectos, pero creemos que los neutrinos desempeñan un papel aún más importante de lo que pensábamos."
"La forma de la explosión también es interesante por una razón totalmente distinta: Entre los astrofísicos se discute mucho sobre la velocidad de expansión del Universo. La velocidad nos dice, entre otras cosas, cuán viejo es el Universo".
"Y los dos métodos existentes para medirla discrepan en unos mil millones de años. Aquí podemos tener un tercer método que puede complementar y ser contrastado con las otras mediciones."
"La llamada "escalera de distancias cósmicas" se utiliza hoy en día para medir la rapidez con la que crece el Universo. Esto se hace simplemente calculando la distancia entre diferentes objetos en el Universo, que actúan como peldaños en la escalera."
Darach Watson continúa: "Si son brillantes y en su mayoría esféricas, y si sabemos lo lejos que están, podemos utilizar las kilonovas como una nueva forma de medir la distancia de forma independiente - un nuevo tipo de regla cósmica."
"Saber cuál es la forma, es crucial aquí porque si tienes un objeto que no es esférico, emite de manera diferente, dependiendo de tu ángulo de visión. Una explosión esférica proporciona mucha más precisión en la medición".
Fuentes, créditos y referencias: