Choque de gigantes en el espacio, el agujero negro que engulle a una estrella de neutrones
CIENCIA
El Instituto Galego de Física de Altas Enerxías participa en la primera detección de ondas gravitacionales, los primeros temblores del universo, a partir de la colisión de estos dos eventos supermasivos. Es algo nunca visto que los astrofísicos llevaban décadas buscando
29 jun 2021 . Actualizado a las 15:09 h.Imagínese que una estrella de neutrones, la última etapa en la evolución de una estrella supergigante tras su explosión en forma de supernova, tuviera el tamaño de un terrón de azúcar. Algo tan insignificante pesaría centenares de miles de toneladas. Son los objetos más densos que se conocen en el universo. Suponga ahora que una de ellas colisiona con un agujero negro, más masivo aún, solo que no está formado por materia. Es como un hueco en el espacio. Pues la fusión de estos dos elementos supermasivos es lo que acaba de detectar el observatorio de Ondas Gravitatorias del Interferómetro Láser (Ligo). Y no solo una vez, sino en dos ocasiones separadas por diez días.
Pero aún hay más. Estos eventos extremos arrugaron el espacio produciendo ondas gravitacionales —las ondulaciones en el tejido espacio-tiempo que suponen en cierta medida el primer temblor del universo tras el big bang— , al menos 900 millones de años luz antes de llegar a la Tierra. Es la primera vez que estas sacudidas se detectan tras la colisión de un agujero negro con una estrella de neutrones, a la que acabó engullendo.
Se trata de un hallazgo excepcional que acaba de ser publicado en The Astrophysical Journal Letters y en el que ha tenido una destacada participación el Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (Igfae) de la Universidade de Santiago. El equipo, liderado por Thomas Dent, coordinador del programa de ondas gravitatorias en el centro, y por Juan Calderón Bustillo, investigador “la Caixa Junior Leader” del mismo plan, aportó el programa que ha permitido la detección de las ondas.
«Comparamos las señales que recibimos con un montón de modelos para poder identificarlas. Sería algo así como la aplicación Shazam que se utiliza para identificar canciones», explica Calderón Bustillo. Solo que en este caso el algoritmo rastrea las ondas gravitacionales.
Las señales recibidas, sin embargo, aún son débiles, por lo que «aún no podemos asegurar al 100 % que se trata de esta colisión». Si se confirma con nuevas observaciones se podrá intentar aclarar uno de los grandes misterios de la física: cómo se comporta la materia en una estrella de neutrones. O, lo que es lo mismo, cómo funciona con una presión tan enorme. «Son sucesos tan extremos que no se pueden reproducir en laboratorio. Y no sabemos qué tipo de ecuaciones rigen en el comportamiento de la materia en una estrella de neutrones», explica Calderón Bustillo.
Los astrónomos llevan décadas buscando estrellas de neutrones que orbiten alrededor de agujeros negros en la Vía Láctea, pero hasta ahora no se ha encontrado ninguno. Sí se han detectado ondas gravitacionales tras la colisión de dos agujeros negros o de dos estrellas de neutrones, pero nunca con la combinación de ambos eventos extremos.
«Con este nuevo descubrimiento de fusiones de estrellas de neutrones y agujeros negros fuera de nuestra galaxia hemos encontrado el tipo de sistema binario que faltaba. Por fin podemos empezar a entender cuántos de estos sistemas existen, con qué frecuencia se fusionan y por qué no hemos vistos aún ejemplos en la Vía Láctea», apunta Astrid Lamberts, investigadora del CNRS en el Observatorio de la Costa Azul, en Niza, y una de las firmantes del artículo.
La primera fusión, detectada el 5 de enero, involucró a un agujero negro de unas 9 veces la masa de nuestro Sol y a una estrella de neutrones de 1,9 masas solares. La segunda fusión se observó el 15 de enero y en lla participaron un agujero negro de 6 masas solares y una estrella de neutrones de 1,5 masas solares. Este segundo evento fue identificado tanto por los dos detectores de Ligo, en Estados Unidos, como por el detector Virgo, en Italia.
«Como los tres instrumentos observaron este evento, pudimos excluir con mucha más precisión un origen de ruido terrestre: el método de búsqueda PyCBC, desarrollado en el Igfae, descarta una tasa de falsas alarmas superior a 1 por cada 50.000 años», explica Thomas Dent, líder del programa de ondas gravitacionales en el instituto de Santiago.
