Investigadores de la Universidad Estatal de Oregón han confirmado que la unión del otoño pasado de dos estrellas de neutrones en realidad causó una breve explosión de rayos gamma.
Los hallazgos, publicados hoy en Cartas de revisión física , representan un paso clave en la comprensión de los astrofísicos de la relación entre las fusiones binarias de estrellas de neutrones, las ondas gravitacionales y los estallidos cortos de rayos gamma.
Comúnmente abreviado como GRB, los estallidos de rayos gamma son haces estrechos de ondas electromagnéticas de las longitudes de onda más cortas en el espectro electromagnético. Los GRB son los eventos electromagnéticos más potentes del universo, que se producen a miles de millones de años luz de la Tierra y pueden liberar tanta energía enunos segundos como el sol en su vida.
Los GRB se dividen en dos categorías, larga duración y corta duración. Los GRB largos se asocian con la muerte de una estrella masiva ya que su núcleo se convierte en un agujero negro y puede durar desde un par de segundos hasta varios minutos.
se sospechaba que los GRB cortos se originaban de la fusión de dos estrellas de neutrones, lo que también da como resultado un nuevo agujero negro, un lugar donde el tirón de la gravedad de la materia súper densa es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar.a 2 segundos es el marco de tiempo de un GRB corto.
El término estrella de neutrones se refiere al núcleo colapsado gravitacionalmente de una estrella grande; las estrellas de neutrones son las más pequeñas y densas conocidas. Según la NASA, la materia de las estrellas de neutrones está tan apretada que una cantidad del tamaño de un cubo de azúcar pesaen exceso de mil millones de toneladas.
En noviembre de 2017, científicos de colaboraciones estadounidenses y europeas anunciaron que habían detectado un destello de rayos X / rayos gamma que coincidió con una explosión de ondas gravitacionales, seguido de luz visible de una nueva explosión cósmica llamada kilonova.
Las ondas gravitacionales, una onda en la estructura del espacio-tiempo, se detectaron por primera vez en septiembre de 2015, un evento de letras rojas en física y astronomía que confirmó una de las principales predicciones de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein en 1915.
"Una detección simultánea de rayos gamma y ondas gravitacionales desde el mismo lugar en el cielo fue un hito importante en nuestra comprensión del universo", dijo Davide Lazzati, astrofísico teórico en la Facultad de Ciencias de la OSU. "Los rayos gamma permitieronpara una localización precisa del origen de las ondas gravitacionales, y la información combinada de la radiación gravitacional y electromagnética permite a los científicos explorar el sistema binario de estrellas de neutrones que es responsable de formas sin precedentes ".
Sin embargo, antes de la última investigación de Lazzati, había sido una pregunta abierta sobre si las ondas electromagnéticas detectadas eran "una breve explosión de rayos gamma, o simplemente una breve explosión de rayos gamma", siendo esta última una diferente, más débilfenómeno.
En el verano de 2017, el equipo de teóricos de Lazzati había publicado un artículo que predecía que, al contrario de las estimaciones anteriores de la comunidad astrofísica, se podían observar explosiones cortas de rayos gamma asociadas con la emisión gravitacional de la fusión de estrellas de neutrones binarios, incluso si los rayos gammala explosión no apuntaba directamente a la Tierra.
"Los rayos X y gamma están colimados, como la luz de un faro, y pueden detectarse fácilmente solo si el rayo apunta hacia la Tierra", dijo Lazzati. "Las ondas gravitacionales, por otro lado, son casi isotrópicas y siempre puedenser detectado "
Isotrópico se refiere a la transmisión uniforme en todas las direcciones.
"Argumentamos que la interacción del chorro de explosión de rayos gamma cortos con su entorno crea una fuente secundaria de emisión llamada capullo", dijo Lazzati. "El capullo es mucho más débil que el haz principal y es indetectable si el haz principalapunta hacia nuestros instrumentos. Sin embargo, podría detectarse en ráfagas cercanas cuyo haz apunta lejos de nosotros ".
En los meses que siguieron a la detección de ondas gravitacionales de noviembre de 2017, los astrónomos continuaron observando la ubicación de donde provenían las ondas gravitacionales.
"Más radiación llegó después del estallido de rayos gamma: ondas de radio y rayos X", dijo Lazzati. "Fue diferente del típico resplandor corto GRB. Por lo general, hay un estallido corto, un pulso brillante, radiación de rayos X brillantes, luego decae con el tiempo. Este tenía un pulso débil de rayos gamma, y el resplandor posterior era débil, se iluminaba muy rápidamente, se iluminaba y luego se apagaba ".
"Pero se espera ese comportamiento cuando lo estás viendo desde un punto de observación fuera del eje, cuando no estás mirando el cañón del avión", dijo. "La observación es exactamente el comportamiento que predijimos. Nosotrosno hemos visto el arma homicida, no tenemos una confesión, pero la evidencia circunstancial es abrumadora. Esto es exactamente lo que esperábamos que hiciera un jet fuera del eje y es una prueba convincente de que las fusiones binarias de estrellas de neutrones y gamma cortalos estallidos de rayos están de hecho relacionados entre sí "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Oregón . Original escrito por Steve Lundeberg. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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