• 25 de febrero de 2024 17:14

Se fusionan dos estrellas de neutrones a una distancia de unos 130 millones de años luz de la Tierra

Se confirma el rumor, la colaboración LIGO-Virgo ha observado la fusión de dos estrellas de neutrones. Sendos cuerpos con un diámetro de unos 20 kilómetros se han fusionado en un agujero negro (lo más probable, aunque no se puede asegurar aún) a una distancia de unos 40 megapársec (unos 130 millones de años luz) de la Tierra. Lo más relevante es que 1,7 segundos tras la detección el telescopio espacial Fermi observó en la misma región del cielo el brote de rayos gamma GRB 170817A; más aún, se ha localizado la fuente en la galaxia elíptica NGC 4993, en la constelación de Hidra. Se trata, por tanto, del nacimiento de la astronomía gravitacional multimensajero, todo un hito en la historia de la astronomía (We all did it!). Más aún, se confirma que las ondas gravitacionales se propagan a la velocidad de luz en el vacío (como predijo Enstein), con un error relativo menor de 3 × 10−16.

Se han fusionado una estrella de neutrones con entre 1,36 y 1,60 masas solares (M⊙) con otra estrellas de neutrones de entre 1,17 y 1,36 M⊙ para dar lugar a un agujero negro (repito, lo más probable) de unas 2,74 M⊙, emitiendo unas 0,025 M⊙ en energía gravitacional. Estos números asumen que la velocidad de rotación de ambas estrellas es baja (|χ| ≤ 0,05), pues si fuera alta (|χ| ≤ 0,89) masas estarían entre 1,36 y 2,26 M⊙ y entre 0,86 y 1,36 M⊙. La fusión de estrellas de neutrones deja una señal mucho menos intensa que la fusión de agujeros negros, pero su duración es mucho más larga; la onda gravitacional GW170817 se ha observado durante unos 100 segundos, cubriendo todo el rango de frecuencias observable con los interferómentros de LIGO.

Pronto habrá múltiples artículos científicos con las observaciones detalladas en el espectro electromagnético (de Fermi, INTEGRAL, Hubble, VLT, etc., hasta un total de 70 observatorios) . Por ahora, nos conformamos con el artículo científico es LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration, “GW170817: Observation of Gravitational Waves from a Binary Neutron Star Inspiral,” Physical Review Letters 119: 161101 (20 Oct 2017), doi: 10.1103/PhysRevLett.119.161101; “GW170817 Press Release,” LIGO-Virgo, 16 Oct 2017. El artículo de DES que localiza la fuente es The DES and DECam GW-EM Collaborations, “The electromagnetic counterpart of the binary neutron star merger LIGO/Virgo GW170817. I. Discovery of the optical counterpart using the Dark Energy Camera,” Draft [PDF], arXiv: submit/2036066 [astro-ph.CO] 12 Oct 2017; y sobre la astronomía multimensajero de LIGO, Virgo y los Partner Astronomy Groups, “Multi-messenger observations of a binary neutron star merger,” Draft [PDF], 06 Oct 2017.

Recomiendo leer a Shane L. Larson, “Songs from the Stellar Graveyard (GW170817),” Write Science, 16 Oct 2017; Ángel López-Sánchez, “The first detection of an electromagnetic counterpart to a gravitational wave event,” AAO News, 17 Oct 2017.

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Como muestran estos espectrogramas, la señal de Virgo es casi imposible de distinguir (tiene una relación señal ruido SNR de 2,0), muy inferior a la SNR de 8,0 exigida para una detección. Sin embargo, las señales en LIGO-Livingston y LIGO-Hanford tiene SNR de 26,4 y 18,8, muy por encima del umbral de 8. Gracias a estas señales se puede bucear en la señal de Virgo y descubrir lo que de otra manera sería invisible. Y gracias a Virgo se puede localizar en el cielo la fuente de la señal con gran precisión.

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Leer el artículo completo en: http://francis.naukas.com/2017/10/16/gw170817-la-fusion-de-dos-estrellas-de-neutrones/