Detectan por primera vez imágenes de la fusión de dos estrellas de neutrones

La colaboración internacional TOROS (Transient Optical Robotic Observatory of the South), de la que participan científicos argentinos, logró la  primera observación de la luz emitida por el choque de dos estrellas de neutrones, un evento que ocurrió con una cercanía a la Tierra de 130 millones de años luz. La observación fue mediante telescopios ubicados en sudamérica: uno en la estación Astrofísica de Bosque Alegre, provincia de Córdoba,  otro en el cerro Tololo, en Chile, y un tercero en el Cordón Macón, Provincia de Salta.

La colaboración TOROS está liderada por tres argentinos, Diego García Lambas, investigador superior del CONICET y director del Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (IATE, CONICET-UNC), Lucas Macri, de la Universidad de Texas A&M y Mario Díaz, director del Centro de Astronomía de Ondas Gravitacionales de la Universidad de Texas del Valle del Río Grande, y formada por más de 30 científicos e ingenieros de EEUU, México, Brasil, Chile y Argentina.

Es la primera detección y observación simultánea del choque de dos estrellas de neutrones. LIGO [Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory] mediante tres detectores de ondas gravitacionales (dos en Estados Unidos y uno en Italia) observó, el 17 de agosto, la emisión estas ondas por la fusión de dos estrellas de neutrones. Mediante una triangulación por estas tres detecciones se pudo precisar una porción del universo de la cual provenían, con lo cual, cuentan los científicos, permitió circunscribir la búsqueda de la fuente a sólo 50 galaxias.

El telescopio Swope para el reconocimiento de Supernovas (SSS, por sus siglas en inglés) descubrió, pocas horas después de la alarma enviada por LIGO, una fuente óptica brillante adyacente a la galaxia NGC4993.

Con esta información y la precisión del origen del evento los instrumentales de TOROS lo siguieron y observaron con dos telescopios, uno en Chile T80S, en cerro Tololo, y otro en la estación Astrofísica de Bosque Alegre. El resultado fue publicado hoy en la Revista The Astrophysical Journal Letters. “Con estos dos telescopios conseguimos obtener imágenes y procesarlas para sacar conclusiones sobre el significado científico de este evento que no se había observado antes”, explica Mario Díaz.

Además se siguió el evento con más de 60 telescopios en otras partes del mundo, lo que, confía Díaz, permite tener una visión mucho más integradora del fenómeno. ”Es un evento cataclísmico, dramático, una estrella se rompe alrededor de otra estrella, se mueve muy rápido la materia. Haber podido observarlo de este modo es el comienzo de un nuevo tipo de astronomía que se llama Astronomía de Mensajeros Múltiples. Desde ese punto de vista es un hecho histórico. En esta observación simultánea, la astronomía entra en una nueva etapa en la que trabaja no solo la gente que detecta ondas gravitacionales, sino toda la comunidad astronómica con distintos instrumentos de distintos tipos”, confía Díaz.

La muerte de las estrellas

Cuando las estrellas más masivas terminan su vida, primero implotan y luego explotan, lo que se llama explosión de supernova. Lo que puede quedar después de esa explosión es un agujero negro o una estrella de neutrones que, cuenta Macri, ocurre cuando “el corazón de la estrella es comprimido por fuerzas tan grandes que los protones y los electrones se convierten en neutrones. Entonces queda una o dos veces la masa del Sol comprimida en un volumen como el de la ciudad de Buenos Aires. O sea una cucharadita de ese material pesa miles de millones de toneladas”

Las estrellas se forman en general en sistemas múltiples y la dinámica los conduce a sistemas binarios, cuando se forman las supernovas cada una deja corazones muertos que orbitan unos alrededor del otro y se van acercando hasta fusionarse en un solo objeto: esto genera las ondas gravitacionales y la  emisión de  radiación gamma y electromagnéticas. “En esta fusión es donde se espera que se forme la mayoría del oro, del platino, y todos los elementos pesados de la tabla periódica”, explica Macri.

“Es el final de dos estrellas que giran alocadamente y producen una coalescencia, en este caso está por verse en qué se transformaron estas dos estrellas de neutrones”, explica García Lambas y concluye: “El trabajo de Bosque Alegre consistió en un análisis  de la  fotometría de la estrella -decimos estrella porque luce como una estrella- 48 horas después de que se produjo la detección de LIGO y esto permitió calibrar cómo es el decaimiento lumínico que tiene este evento puesto que la luz debe salir de una opaca nube que rodea a este ex par de estrellas de neutrones, aportando información sobre  la evolución de este tipo de estrella que llamamos kilonova”.