Detectan ondas gravitacionales y luz

El hallazgo del fenómeno, uno de los más violentos en el cosmos, fue logrado por científicos del LIGO de EU, el detector europeo Virgo y cerca de 70 observatorios terrestres y espaciales

AGENCIAS

Ciudad de México
Por primera vez, científicos detectaron tanto la luz como las ondas gravitacionales generadas por el choque de dos estrellas de neutrones, lo que revelaría cómo nacen los estallidos de rayos gamma que matan a los planetas, qué tan rápido se expande el universo y de dónde provienen elementos pesados como el platino y el oro.

La detección del fenómeno, uno de los más violentos en el cosmos, fue logrado por científicos del Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO) de Estados Unidos, el detector europeo Virgo y cerca de 70 observatorios terrestres y espaciales.

Las estrellas de neutrones -formadas cuando estrellas masivas explotan y se transforman en supernovas- son las más pequeñas y densas del universo. Cuando dos se unieron en una espiral y colisionaron, las ondas gravitacionales emitidas fueron detectadas por cerca de 100 segundos por el LIGO, que también percibió un destello de luz en forma de rayos gamma.

“Es tremendamente emocionante experimentar un evento que transforma nuestra comprensión del funcionamiento del universo. Este descubrimiento da cuenta de un objetivo que muchos de nosotros hemos tenido desde hace mucho tiempo, que es observar simultáneamente eventos cósmicos raros usando observatorios tanto tradicionales como de ondas gravitacionales.

“Solo a través de la inversión de cuatro décadas de la Fundación Nacional de Ciencias de EU (NSF, por sus siglas en inglés) en observatorios de ondas gravitacionales, junto con telescopios que observan desde las longitudes de onda de radio hasta las de rayos gamma, podemos ampliar nuestras oportunidades para detectar nuevos fenómenos cósmicos y conformar una nueva narrativa de la física de las estrellas en agonía”, expresó el director de la fundación, France A. Córdova, en un comunicado de prensa.

El choque de las dos estrellas de neutrones, tan densas que una cucharadita de su materia pesaría mil millones de toneladas, ocurrió a 130 millones de años luz en la galaxia NGC 4993 de la constelación Hidra, una de las más grandes conocidas, explicó la astrónoma Maria Drout del Instituto Carnegie.

La colisión, llamada kilonova, generó una gran explosión de rayos gamma y una onda gravitacional, que es una leve ondulación en la estructura del espacio y el tiempo, teorizada hace un siglo por Albert Einstein.

La detección se logró el 17 de agosto de este año; antes, las únicas ondas de gravedad detectadas por LIGO se habían generado por el choque de agujeros negros, pero éstos no dejan escapar luz, por lo que los astrónomos no pudieron ver nada.

Esta vez había mucho que ver, medir y analizar: materia, luz y otras radiaciones. El Telescopio Espacial Hubble incluso obtuvo una imagen del resplandor.

Se forman elementos
“La totalidad de esta imagen, desde el principio hasta el final, no tiene precedentes.

“Hay muchos, muchos descubrimientos extraordinarios dentro del descubrimiento”, dijo el profesor de física de la Universidad de Columbia Szabolcs Marka.

Los científicos habían sospechado que las colisiones de estrellas de neutrones tenían el poder suficiente para crear elementos más pesados, pero no estaban seguros hasta que lo presenciaron.

“Vemos que se está formando el oro’’, dijo Duncan Brown, también académico de física, de la Universidad de Siracusa.

Los cálculos de un telescopio que mide la luz ultravioleta mostraron que la masa combinada de los elementos pesados de esta explosión es mil 300 veces la masa de la Tierra. Y todo eso, incluyendo los elementos más ligeros, fueron arrojados en diferentes direcciones y ahora están acelerando a través del universo.

Tal vez un día el material se agrupe en planetas tal como se formó el nuestro, dijo David H. Reitze, del Instituto de Tecnología de California, con vetas ricas de metales preciosos.

“Ya sabíamos que el hierro provino de una explosión estelar, el calcio en sus huesos provino de las estrellas y ahora sabemos que el oro en su anillo de bodas provino de la fusión de estrellas de neutrones”, dijo Ryan Foley, de la Universidad de California en Santa Cruz.

Origen de rayos gamma
El accidente también ayudó a explicar los orígenes de una de las fuerzas más peligrosas del cosmos: pequeñas ráfagas de rayos gamma, haces de radiación enfocados que podrían borrar la vida en cualquier planeta que se interponga en el camino. Estas explosiones se disparan en dos direcciones perpendiculares a donde primero estallan las dos estrellas de neutrones, dijo Reitze.

Los científicos sabían que el universo se había expandido desde el Big Bang. Mediante el uso del LIGO para medir las ondas gravitacionales mientras se observa cómo se desarrolla este evento, los investigadores presentaron una nueva estimación de lo rápido que está sucediendo, la llamada Constante Hubble.

Los resultados de LIGO-Virgo se publicaron en la revista Physical Review Letters.

Este proyecto colaborativo -que incluye a más de 20 países- fue clave para que los científicos estadounidenses Rainer Weiss, Barry C. Barish y Kip S. Thorne ganaran el Premio Nobel de Física 2017.