miércoles, 24 de febrero de 2016

Los agujeros negros de LIGO podrían haber nacido dentro de una única estrella

Crédito: Swinburne Astronomy Productions
 El pasado 14 de septiembre el Observatorio LIGO detectó ondas gravitatorias procedentes de la fusión de dos agujeros negros de 29 y 36 masas solares. Ahora, los científicos saben que una fracción de segundo después de que LIGO detectara esta señal el telescopio espacial Fermi observó un estallido de rayos gamma. Esto ha llevado a la conclusión de que los dos agujeros negros podrían haber residido dentro de una sola estrella, cuya violenta muerte habría generado una explosión de rayos gamma.

"Es el equivalente cósmico de una mujer que tiene mellizos dentro de su vientre", comenta el astrofísico Avi Loeb, del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica (CfA).

Normalmente cuando una estrella masiva llega al final de su vida su núcleo colapsa en un único agujero negro. Pero si la estrella está girando rápidamente, su núcleo puede estirarse alcanzando una forma de mancuerna y provocando su fragmentación en dos, generando cada parte un agujero negro. Además, se sabe que las estrellas muy masivas, a menudo, tienen su origen en la fusión de dos estrellas de tamaño menor. Justo antes de que se fusionen los dos astros, estos giran a una enorme velocidad, rapidez que luego permanece en el astro final.


  Después de formada la pareja de agujeros negros, el exterior de la estrella se precipitó sobre ellos hacia su interior. Para generar tanto un estallido de rayos gamma como ondas gravitatorias, los agujeros negros gemelos deberían haber nacido muy juntos, con una separación inicial del orden del tamaño de la Tierra, fusionándose posteriormente en cuestión de minutos. Entonces, el único agujero negro resultante se alimentó del material que precipitó consumiendo el equivaente a una masa solar cada segundo y, generando como consecuencia, el estallido de rayos gamma.

Fermi detectó la explosión sólo 0.4 segundos después de que LIGO detectara las ondas gravitatorias desde la misma región del cielo. Sin embargo, el satélite de rayos gamma INTEGRAL no confirmó la señal.

"Incluso si la detección de Fermi es una falsa alarma, esta experiencia nos enseña que los futuros eventos detectados por LIGO podrían estudiarse a la par que otras señales emitidas por el mismo fenómeno independientemente de si se originan por la fusión de dos agujeros negros. La naturaleza siempre nos puede sorprender", comenta Loeb. 

Si más explosiones de rayos gamma se detectan en eventos de ondas gravitatorias, nos encontraremos ante un nuevo método prometedor para medir distancias cósmicas y la expansión de Universo. Al detectar el resplandor de un estallido de rayos gamma, y midiendo su desplazamiento al rojo, comparándolo a continuación con las medidas de LIGO, los astrónomos pueden limitar con precisión los parámetros cosmológicos.

"Los agujeros negros son indicadores de distancias más simples que otros que empleamos porque están completamente definidos por su masa y su espín", añade Loeb.

Ahora llega el momento de estimular observaciones conjuntas tanto de ondas gravitatorias como del espectro electromagnético para comprender todas sus implicaciones y penetrar así más profundamente en los fenómenos que ocurren en el Universo.

Esta investigación ha sido aceptada para su publicación en The Astrophysical Journal Letters.


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