Por primera vez, los astrónomos han observado tanto ondas gravitacionales como luz radiación electromagnética del mismo evento, gracias a un esfuerzo de colaboración global y las reacciones rápidas de las instalaciones de ESO y de otras partes del mundo.
El 17 de agosto de 2017, el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser de la NSF LIGO en los Estados Unidos, trabajando con el interferómetro Virgo en Italia, detectó ondas gravitacionales que pasaban por la Tierra. Este evento, el quinto que se detectó, se llamó GW170817Aproximadamente dos segundos después, dos observatorios espaciales, el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA y el Laboratorio Internacional de Astrofísica de Rayos Gamma INTEGRAL de la ESA, detectaron una breve explosión de rayos gamma desde la misma área del cielo.
La red de observatorios LIGO-Virgo posicionó la fuente dentro de una gran región del cielo del sur, del tamaño de varios cientos de lunas llenas y que contiene millones de estrellas [1]. Al caer la noche en Chile, muchos telescopios observaron este parche de cielo,búsqueda de nuevas fuentes, que incluyen el telescopio de inspección visible e infrarrojo de ESO para astronomía VISTA y el telescopio de inspección VLT VST en el Observatorio Paranal, el telescopio italiano de montaje rápido en los ojos REM en el Observatorio La Silla de ESO, el medidor LCO de 0.4 metrostelescopio en el Observatorio Las Cumbres, y el DECam estadounidense en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo. El telescopio Swope de 1 metro fue el primero en anunciar un nuevo punto de luz. Parecía muy cercano a NGC 4993, una galaxia lenticular en la constelación deLa Hidra constelación y las observaciones de VISTA identificaron esta fuente en longitudes de onda infrarrojas casi al mismo tiempo. A medida que la noche avanzaba hacia el oeste a través del globo, los telescopios de la isla hawaiana Pan-STARRS y Subaru también lo detectaron.Lo había visto evolucionar rápidamente.
"Hay raras ocasiones en que un científico tiene la oportunidad de presenciar una nueva era al comienzo", dijo Elena Pian, astrónoma de INAF, Italia, y autora principal de uno de los Naturaleza papeles. "¡Este es uno de esos momentos!"
ESO lanzó una de las mayores campañas de observación "objetivo de oportunidad" y muchos telescopios ESO y ESO observaron el objeto durante las semanas posteriores a la detección [2]. Very Large Telescope VLT, New Technology Telescope, VST de ESO., el telescopio MPG / ESO de 2.2 metros y el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA [3] observaron el evento y sus efectos posteriores en una amplia gama de longitudes de onda. Alrededor de 70 observatorios de todo el mundo también observaron el evento, incluido el telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA.
Las estimaciones de distancia de los datos de ondas gravitacionales y otras observaciones coinciden en que GW170817 estaba a la misma distancia que NGC 4993, a unos 130 millones de años luz de la Tierra. Esto hace que la fuente sea el evento de onda gravitacional más cercano detectado hasta ahora y también unode las fuentes de explosión de rayos gamma más cercanas jamás vistas [4].
Las ondas en el espacio-tiempo conocidas como ondas gravitacionales son creadas por masas en movimiento, pero solo las más intensas, creadas por cambios rápidos en la velocidad de objetos muy masivos, pueden detectarse actualmente. Uno de esos eventos es la fusión de estrellas de neutrones, elnúcleos extremadamente densos y colapsados de estrellas de alta masa que quedaron después de las supernovas [5]. Estas fusiones han sido hasta ahora la hipótesis principal para explicar explosiones cortas de rayos gamma. Un evento explosivo 1000 veces más brillante que una nova típica, conocida comokilonova: se espera que siga este tipo de evento.
Las detecciones casi simultáneas de ondas gravitacionales y rayos gamma de GW170817 aumentaron la esperanza de que este objeto fuera de hecho una kilonova muy buscada y las observaciones con instalaciones de ESO han revelado propiedades notablemente cercanas a las predicciones teóricas. Hace más de 30 años se sugirieron las kilonovas peroesto marca la primera observación confirmada.
Después de la fusión de las dos estrellas de neutrones, una explosión de elementos químicos pesados radiactivos en rápida expansión abandonó la kilonova, moviéndose tan rápido como un quinto de la velocidad de la luz. El color de la kilonova cambió de muy azul a muy rojo sobrelos próximos días, un cambio más rápido que el observado en cualquier otra explosión estelar observada.
"Cuando apareció el espectro en nuestras pantallas, me di cuenta de que este era el evento transitorio más inusual que jamás había visto", comentó Stephen Smartt, quien dirigió las observaciones con NTT de ESO como parte de la Encuesta Espectroscópica Pública de ESO de Objetos Transitorios ePESSTO programa de observación: "Nunca había visto algo así. Nuestros datos, junto con los datos de otros grupos, demostraron a todos que no se trataba de una supernova o una estrella variable en primer plano, sino que era algo bastante notable".
Los espectros de ePESSTO y el instrumento X-shooter del VLT sugieren la presencia de cesio y teluro expulsados de las estrellas de neutrones fusionadas. Estos y otros elementos pesados, producidos durante la fusión de la estrella de neutrones, serían lanzados al espacio por la kilonova posterior.las observaciones determinan la formación de elementos más pesados que el hierro a través de reacciones nucleares dentro de objetos estelares de alta densidad, conocidos como nucleosíntesis de proceso r, algo que solo se teorizó antes.
"Los datos que tenemos hasta ahora coinciden increíblemente con la teoría. Es un triunfo para los teóricos, una confirmación de que los eventos LIGO-VIRGO son absolutamente reales y un logro para ESO de haber reunido un conjunto de datos tan sorprendentesobre la kilonova ", agrega Stefano Covino, autor principal de uno de los artículos de Nature Astronomy.
"La gran fortaleza de ESO es que tiene una amplia gama de telescopios e instrumentos para abordar proyectos astronómicos grandes y complejos, y en poco tiempo. ¡Hemos entrado en una nueva era de astronomía multi-mensajero!", Concluye Andrew Levan, autor principal deuno de los papeles
Notas
[1] La detección de LIGO-Virgo localizó la fuente en un área en el cielo de aproximadamente 35 grados cuadrados.
[2 La galaxia solo era observable en la noche de agosto y luego estaba demasiado cerca del Sol en el cielo para ser observada en septiembre.
[3] En el VLT, se tomaron observaciones con: el espectrógrafo X-shooter ubicado en Unit Telescope 2 UT2; el reductor focal y el espectrógrafo de baja dispersión 2 FORS2 y Nasmyth Adaptive Optics System NAOS - Near-Espectrógrafo y generador de imágenes infrarrojas CONICA NACO en el Telescopio unitario 1 UT1; Espectrógrafo de objetos múltiples VIABLE VIMOS y generador de imágenes y espectrómetro VLT para infrarrojo medio VISIR ubicado en el Telescopio unitario 3 UT3; y el MultiExplorador espectroscópico de la unidad MUSE y generador de imágenes de banda K de campo amplio de alta agudeza HAWK-I - http://eso.org/public/teles-instr/paranal-observatory/vlt/vlt-instr/hawk-i/ en el Telescopio unitario 4 UT4.El VST observado utilizando OmegaCAM y VISTA observado con VISTA InfraRed CAMera VIRCAM.A través del programa ePESSTO, el NTT recolectó espectros visibles con el espectrógrafo de objetos débiles ESO y el espectrógrafo de cámara 2 EFOSC2 y los espectros infrarrojos con el espectrógrafo Hijo de ISAAC SOFI.El telescopio MPG / ESO de 2,2 metros observado utilizando el instrumento Detector óptico / infrarrojo cercano GROND de ráfaga de rayos gamma.
[4] La distancia relativamente pequeña entre la Tierra y la fusión de la estrella de neutrones, 130 millones de años luz, hizo posible las observaciones, ya que la fusión de las estrellas de neutrones crea ondas gravitacionales más débiles que la fusión de los agujeros negros, que fueron el caso probable de los primeros cuatrodetecciones de ondas gravitacionales.
[5] Cuando las estrellas de neutrones orbitan unas a otras en un sistema binario, pierden energía al emitir ondas gravitacionales. Se acercan hasta que, cuando finalmente se encuentran, parte de la masa de los restos estelares se convierte en energía de forma violentaexplosión de ondas gravitacionales, como se describe en la famosa ecuación de Einstein E = mc2.
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Esta investigación se presentó en una serie de documentos para aparecer en Naturaleza , Astronomía de la naturaleza y Letras del diario astrofísico .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ESO . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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