Cuando dos estrellas de neutrones colisionaron el 17 de agosto, una búsqueda generalizada de radiación electromagnética del evento condujo a observaciones de luz desde el resplandor posterior de la explosión, finalmente conectando un evento de producción de ondas gravitacionales con astronomía convencional usando luz, de acuerdo conUn equipo internacional de astrónomos.
Las detecciones de ondas gravitacionales anteriores realizadas por LIGO Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser y Virgo, un observatorio europeo con sede en Pisa, Italia, fueron causadas por colisiones de dos agujeros negros. Por lo general, no se espera que las colisiones de agujeros negros generen emisiones electromagnéticasy ninguno fue detectado.
"Sin embargo, una imagen completa de las fusiones de objetos compactos requiere la detección de una contraparte electromagnética", informaron los investigadores en línea hoy 16 de octubre en ciencia .
La detección del 17 de agosto de una onda gravitacional por la colisión de dos estrellas de neutrones por observatorios de ondas gravitacionales en los EE. UU. Y Europa inició una rápida cascada de observaciones por una variedad de telescopios en órbita y terrestres en busca de una contraparte electromagnética.
Dos segundos después de la detección de la onda gravitacional, el monitor de ráfaga de rayos gamma en la nave espacial Fermi de la NASA detectó una breve explosión de rayos gamma en el área de origen de la onda gravitacional.
Mientras que el Swift Gamma Ray Burst Explorer, un satélite de la NASA en órbita terrestre baja que contiene tres instrumentos, el telescopio Burst Alert, el telescopio de rayos X y el telescopio ultravioleta / óptico, puede ver una sexta parte del cielo enuna vez, no vio el estallido de rayos gamma porque esa parte del cielo no era visible para Swift. Penn State está a cargo del Centro de Operaciones de Misión para Swift orbita la Tierra cada 96 minutos y puede maniobrar para observar un objetivo entan poco como 90 segundos.
Una vez que el equipo de Swift conocía el área apropiada para buscar, puso los instrumentos del satélite en acción. Swift es especialmente valioso en este tipo de evento porque puede reposicionarse a un objetivo muy rápidamente. En este caso, el telescopio fue reorientado aproximadamente 16minutos después de ser notificado por LIGO / Virgo, y comenzó a buscar una contraparte electromagnética.
Inicialmente, debido a las predicciones de los modelos teóricos, los investigadores pensaron que la radiación electromagnética que verían serían rayos X. Es por eso que el NuSTAR de la NASA, que observa los rayos X, también buscóel cielo en busca de señales electromagnéticas. Ni Swift ni NuSTAR detectaron rayos X.
"Para los estallidos de rayos gamma, los modelos predicen que se vería una emisión de rayos X temprana", dijo Aaron Tohuvavohu, asistente de investigación y operaciones científicas de Swift, Penn State. "Pero no hubo ninguno detectable desde este evento hasta 9 días después de-fusión."
En cambio, Swift identificó un resplandor ultravioleta que se desvanece rápidamente.
"La emisión UV temprana fue inesperada y muy emocionante", agregó Tohuvavohu.
Los estallidos de rayos gamma aparecen como un estallido direccional de energía de estrellas masivas colapsadas. Cualquier tipo de detector debe estar dentro de un cierto arco del estallido para verlo. Sin embargo, el resplandor posterior de la explosión es más omnidireccional.
"Lo que pensamos que iba a suceder, no fue lo que realmente sucedió", dijo Jamie A Kennea, jefe del equipo de Operaciones de Ciencia Swift y profesor asociado de investigación de astronomía y astrofísica, Penn State. La próxima estrella de neutrones-estrella de neutronesel evento de fusión podría verse muy diferente "
La combinación de datos de ubicación de las diversas observaciones del evento presentó una buena estimación de dónde estaban las dos estrellas en el universo.
"Swift recuperó todo el campo en el área identificada y no encontró nada más que pudiera haber causado la emisión", dijo Michael H. Siegel, profesor asociado de investigación y jefe del equipo del telescopio óptico ultravioleta, Penn State. "Estamosconfía en que esta es la contrapartida de la onda gravitacional detectada que vio LIGO "
El descubrimiento de Swift es espectacular porque está asociado con un evento de ondas gravitacionales que lo convierte en una fusión de estrellas de neutrones dobles de buena fe, dijo Peter Mészáros, presidente de Astronomía y Astrofísica de Eberly y profesor de física, Penn State, que estudió gammaestallidos de rayos y ondas gravitacionales ampliamente.
"Lo sorprendente es que ahora solo tenemos emisiones ópticas, pero no de rayos X", dijo Mészáros. "Por lo general, una fusión de estrellas de neutrones y estrellas de neutrones debería tener rayos X durante mucho tiempo con un desvanecimiento de las emisiones ópticas relativamentemás rápido. Lo único que se puede inferir de esto, basado en los modelos que yo y otros hemos desarrollado, es que el haz de rayos X es más estrecho y no está dirigido directamente hacia nosotros ".
En este caso, la fusión habría producido rayos X, pero habrían sido apuntados en una dirección alejada de la Tierra, evitando que Swift y NuSTAR detecten las emisiones iniciales de rayos X.
Mészáros señala que las ondas gravitacionales parecían provenir de objetos más pequeños en masa que los agujeros negros, que apuntaban a estrellas de neutrones, y que las emisiones electromagnéticas correlacionadas por separado con el evento brindan dos formas de demostrar que es un neutrónfusión de estrellas.
La colisión estrella de neutrones-estrella de neutrones ocurrió a 130 millones de años luz de distancia en otra galaxia. Un año luz es la distancia que la luz puede viajar en un año, que es casi 6 billones de millas.
Según los investigadores, este evento estuvo cerca de nuestro sistema solar según los estándares astronómicos. En cambio, las colisiones de agujeros negros y agujeros negros detectadas originalmente por LIGO estaban a miles de millones de años luz de distancia.
"Una colisión de estrella de neutrones-estrella de neutrones fue nuestra mejor esperanza para una firma electromagnética", dijo Kennea. "Pero aún es sorprendente que tengamos uno en nuestra primera colisión de estrella de neutrones-estrella de neutrones".
Otros investigadores de Penn State en el proyecto fueron DN Burrows, profesor; C. Gronwall, profesor de investigación; JA Nousek, profesor; y B. Sbarufatti, profesor asistente de investigación, todos en el Departamento de Astronomía y Astrofísica.
Otros investigadores en este documento provienen de 27 instituciones diferentes. La NASA apoyó esta investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Original escrito por A'ndrea Elyse Messer. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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