En agosto de 2017, el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO) detectó ondas que se creían que eran causadas por una fusión de estrellas de neutrones. Este evento de "kilonova", conocido como GW170817, fue el primer evento astronómico que se detectó en ondas gravitacionales y electromagnéticas, incluidas la luz visible, los rayos gamma, los rayos X y las ondas de radio.
En los meses que siguieron a la fusión, los telescopios en órbita y terrestres de todo el mundo han observado GW170817 para ver qué ha resultado de ello. Según un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de astrónomos, la fusión produjo un chorro estrecho de material que se abrió paso en el espacio interestelar a velocidades cercanas a la velocidad de la luz.
El estudio que describe sus hallazgos, titulado "Movimiento superluminal de un chorro relativista en la fusión de la estrella de neutrones GW170817", apareció recientemente en la revista Naturaleza. El estudio fue dirigido por Kunal Mooley, investigador investigador de Jansky en Caltech y el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO); Adam Deller, de OzGrav y el Centro de Astrofísica y Supercomputación de la Universidad Swinburne; y Ore Gottlieb, estudiante de doctorado de la Universidad de Tel Aviv.
A ellos se unieron miembros de la NRAO, el Instituto de Tecnología de California (Caltech), el Observatorio Espacial Onsala, la Universidad Hebrea de Jerusalén, la Universidad Tecnológica de Texas y la Universidad de Princeton. En aras de su estudio, el equipo combinó datos del Very Long Baseline Array (VLBA) de la NSF, el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) y el Telescopio Robert C. Byrd Green Bank (GBT).
Utilizando estos datos, pudieron resolver un antiguo misterio sobre la fusión, que era si había producido o no un chorro de material que fluía de sus polos. Los científicos sospecharon que este era el caso porque se requieren tales chorros para producir las explosiones de rayos gamma que se cree que son causadas por la fusión de pares de estrellas de neutrones.
Después de observar el objeto 75 días después de la fusión, y luego nuevamente después de 230 días, el equipo descubrió que una región de emisión de radio de la fusión se había movido a velocidades increíbles. Estas observaciones solo pueden explicarse por la presencia de un potente chorro. Como explicó el Dr. Mooley en un comunicado de prensa de NRAO:
“Medimos un movimiento aparente que es cuatro veces más rápido que la luz. Esa ilusión, llamada movimiento superluminal, se produce cuando el chorro apunta casi hacia la Tierra y el material en el chorro se mueve cerca de la velocidad de la luz ".
"Según nuestro análisis, lo más probable es que este chorro sea muy estrecho, con un máximo de 5 grados de ancho y apuntado a solo 20 grados de la dirección de la Tierra", agregó Adam Deller. "Pero para que coincida con nuestras observaciones, el material en el avión también tiene que estar volando hacia afuera a más del 97 por ciento de la velocidad de la luz".
A partir de estos nuevos datos, surgió un nuevo escenario que explica lo que sucedió después del evento kilonova. Esencialmente, la fusión causó una explosión que impulsó una cáscara esférica de escombros hacia afuera. Mientras tanto, las estrellas de neutrones fusionadas colapsaron para formar un agujero negro que comenzó a atraer material hacia ella. Esto dio como resultado que el material cayera en un disco que gira rápidamente alrededor del agujero negro que generó un par de chorros que salieron disparados desde sus polos.
Como Gregg Hallinan de Caltech señaló, la colocación de los aviones fue muy afortunada. "Tuvimos la suerte de poder observar este evento, porque si el chorro hubiera sido apuntado mucho más lejos de la Tierra, la emisión de radio habría sido demasiado débil para que podamos detectarla", dijo.
Los datos de estas últimas observaciones también mostraron que el chorro estaba interactuando con la cubierta de escombros, que formaba un "capullo" de material que se expandía hacia afuera más lentamente que los chorros. Esto ayudó a resolver otro misterio, que era si las fuentes de radio detectadas eran el resultado de la interacción con el capullo o provenían del chorro de material. Como explicó Ore Gottlieb:
"Nuestra interpretación es que el capullo dominó la emisión de radio hasta aproximadamente 60 días después de la fusión, y más tarde la emisión estuvo dominada por el chorro".
Según el equipo de investigación, este estudio refuerza la teoría de que existe una conexión entre las fusiones de estrellas de neutrones y los estallidos de rayos gamma de corta duración. También demostró que los chorros deben apuntar relativamente cerca de la Tierra para que nuestros estallidos sean detectables por nuestros observatorios. Como explicó Mooley:
"Nuestro estudio demuestra que la combinación de observaciones del VLBA, el VLA y el GBT es un medio poderoso para estudiar los chorros y la física asociados con los eventos de ondas gravitacionales".
Además, las observaciones de estos aviones, que se realizaron en la parte de radio del espectro, están proporcionando nuevas y fascinantes ideas sobre este fenómeno astronómico. Al final, esta es solo la última sorpresa que GW170817 ha brindado a los astrónomos desde que se detectó por primera vez.
