El 16 de octubre de 2017, un grupo internacional de astrónomos y físicos informó con entusiasmo la primera detección simultánea de luz y ondas gravitacionales de la misma fuente: una fusión de dos estrellas de neutrones. Ahora, un equipo que incluye varios astrónomos de la Universidad de Marylandha identificado un pariente directo de ese evento histórico.
El objeto recién descrito, llamado GRB150101B, se informó como una explosión de rayos gamma localizada por el Observatorio Neil Gehrels Swift de la NASA en 2015. Observaciones de seguimiento realizadas por el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, el Telescopio Espacial Hubble HST y el DiscoveryChannel Telescope DCT sugiere que GRB150101B comparte similitudes notables con la fusión de estrellas de neutrones, llamada GW170817, descubierta por el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser LIGO y observada por múltiples telescopios de captación de luz en 2017.
Un nuevo estudio sugiere que estos dos objetos separados pueden, de hecho, estar directamente relacionados. Los resultados se publicaron el 16 de octubre de 2018 en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
"Es un gran paso pasar de un objeto detectado a dos", dijo la autora principal del estudio Eleonora Troja, científica investigadora asociada en el Departamento de Astronomía de la UMD con una cita conjunta en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA ". Nuestro descubrimiento nos diceque eventos como GW170817 y GRB150101B podrían representar una clase completamente nueva de objetos en erupción que se encienden y apagan, y en realidad podrían ser relativamente comunes "
Troja y sus colegas sospechan que GRB150101B y GW170817 fueron producidos por el mismo tipo de evento: una fusión de dos estrellas de neutrones. Estas catastróficas coalescencias generaron un chorro o haz estrecho de partículas de alta energía. Cada uno de los chorros produjouna ráfaga corta e intensa de rayos gamma GRB: un potente destello que dura solo unos segundos. GW170817 también creó ondas en el espacio-tiempo llamadas ondas gravitacionales, lo que sugiere que esto podría ser una característica común de las fusiones de estrellas de neutrones.
La coincidencia aparente entre GRB150101B y GW170817 es sorprendente: ambos produjeron una explosión de rayos gamma inusualmente tenue y de corta duración y ambos fueron una fuente de luz óptica azul brillante y emisión de rayos X de larga duración. Las galaxias anfitrionas también son notablementesimilar, basado en observaciones HST y DCT. Ambas son galaxias elípticas brillantes con una población de estrellas de unos pocos miles de millones de años que no muestran evidencia de nueva formación de estrellas.
"Tenemos un caso de semejanzas cósmicas", dijo el coautor del estudio, Geoffrey Ryan, investigador postdoctoral en el Departamento de Astronomía de la UMD y miembro del Instituto Conjunto de Ciencia Espacial.iguales y provienen de vecindarios similares, por lo que la explicación más simple es que son de la misma familia de objetos "
En los casos de GRB150101B y GW170817, la explosión probablemente se vio "fuera del eje", es decir, con el chorro no apuntando directamente hacia la Tierra. Hasta ahora, estos eventos son los únicos dos GRB cortos fuera del eje que los astrónomoshan identificado
La emisión óptica de GRB150101B se encuentra principalmente en la porción azul del espectro, lo que proporciona una pista importante de que este evento es otra kilonova, como se ve en GW170817. Una kilonova es un destello luminoso de luz radiactiva que produce grandes cantidades de elementos importantes comoplata, oro, platino y uranio.
Si bien hay muchos puntos en común entre GRB150101B y GW170817, hay dos diferencias muy importantes. Una es su ubicación: GW170817 está relativamente cerca, a unos 130 millones de años luz de la Tierra, mientras que GRB150101B se encuentra a unos 1.700 millones de años luz de distancia.
La segunda diferencia importante es que, a diferencia de GW170817, los datos de ondas gravitacionales no existen para GRB150101B. Sin esta información, el equipo no puede calcular las masas de los dos objetos que se fusionaron. Es posible que el evento sea el resultado de la fusión de unagujero negro y una estrella de neutrones, en lugar de dos estrellas de neutrones.
"Seguramente es solo cuestión de tiempo antes de que otro evento como GW170817 proporcione datos de ondas gravitacionales e imágenes electromagnéticas. Si la siguiente observación revela una fusión entre una estrella de neutrones y un agujero negro, eso sería realmente innovador", dijoAlexander Kutyrev, coautor del estudio, científico investigador asociado en el Departamento de Astronomía de la UMD, con una cita conjunta en el Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA. "Nuestras últimas observaciones nos dan una esperanza renovada de que veremos tal evento en poco tiempo".
Es posible que algunas fusiones como las que se ven en GW170817 y GRB150101B se hayan detectado previamente, pero no se hayan identificado correctamente mediante observaciones complementarias en diferentes longitudes de onda de luz, según los investigadores. Sin tales detecciones, en particular, enlongitudes de onda más largas, como rayos X o luz óptica: es muy difícil determinar la ubicación precisa de los eventos que producen explosiones de rayos gamma.
En el caso de GRB150101B, los astrónomos primero pensaron que el evento podría coincidir con una fuente de rayos X detectada por Swift en el centro de la galaxia. La explicación más probable para tal fuente sería un agujero negro supermasivo que devora gas y polvoSin embargo, las observaciones de seguimiento con Chandra colocaron el evento más lejos del centro de la galaxia anfitriona.
Según los investigadores, incluso si LIGO hubiera estado operativo a principios de 2015, probablemente no habría detectado ondas gravitacionales de GRB150101B debido a la mayor distancia del evento desde la Tierra. De todos modos, cada nuevo evento observado con LIGO y múltiplesLos telescopios de recolección de luz agregarán nuevas piezas importantes al rompecabezas.
"Cada nueva observación nos ayuda a aprender mejor cómo identificar las kilonovas con huellas digitales espectrales: la plata crea un color azul, mientras que el oro y el platino agregan un tono rojo, por ejemplo", agregó Troja. "Hemos podido identificar esta kilonovasin datos de ondas gravitacionales, por lo que tal vez en el futuro, incluso podamos hacerlo sin observar directamente una explosión de rayos gamma ".
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Materiales proporcionados por Universidad de Maryland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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