LIGO y la nueva Astrofísica 7

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Hace más de un año, el grupo de científicos encargado del programa LIGO (Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser) convocaron una rueda de prensa para comunicar gracias a la nueva tecnología desarrollada en sus laboratorios habían sido capaces de observar ondas gravitacionales. Este tipo de ondas predichas por Einstein y que ya comentamos en un artículo de este blog, parecían un simple y farragoso tema teórico de esos físicos que no tiene aplicación practica y que no sirven más que para crear noticias y ganar premios (Princesa de Asturias 2017 y Nobel 2017 entre otros).

Hace unos días, el mismo grupo de investigadores nos ha demostrado que no.

Con la convocatoria a la prensa especializada con casi una semana de antelación se activaron las alarmas. ¿Que podían querer comunicar?

La respuesta: La constatación del comienzo de una nueva Astrofísica gracias a estas extrañas ondas.

Pero, ¿como es posible? ¿Como puede afectar estas ondas a la observación del espacio?

Vamos a analizarlo.

En la Astrofísica convencional se observa el cielo con potentes telescopios que gracias a sus grandes lentes son capaces de enfocar objetos situados a muy muy grandes distancias. Esta observación es ocular y se basa en la luz. Es cierto que con los modernos detectores somos capaces de observar otras cosas como algunos tipos de radiación gamma o hacer análisis sobre la marcha como los telescopios de efecto Doppler que son capaces de analizar el movimiento de los cuerpos celestes.

Por lo tanto la Astrofísica se basa en la observación «ocular» del universo. O se basaba.

En el comunicado de LIGO nos cuentan que este año, con los datos obtenidos tras la primera observación de las ondas gravitacionales, han perfeccionado sus instrumentos crean un nuevo sistema que denominan «Advanced LIGO». Una vez puesto en marcha en sus dos laboratorios, uno en Washington y otro en Luisiana (noroeste y sureste de EE.UU respectivamente), detectaron el pasado 17 Agosto de 2017 una señal de onda gravitacional.

Esta quinta detección se caracterizaba por la duración. Mientras que las anteriores (colisiones de agujeros negros) fueron de extremadamente breves, la nueva señal se mantuvo durante un centenar de segundos. El primero en captarlo fue el laboratorio de Washington, pero Luisiana y el laboratorio VIRGO (interferometro homologo a LIGO construido en Europa) situado en Pissa, Italia, también lo registraron, de forma que se pudo triangular la localización del origen de las ondas.

Fotos tomadas por el telescopio Hubbel

A continuación se dio el aviso a todos los laboratorios Astrofísicos del mundo que pusieron sus miras en esa región del espacio. La galaxia NGC 4993, en la constelación de Hidra, a 130 millones de años luz. Un tiempo después se detecto en los telescopios espaciales Fermi (de la NASA) e Integral (de la Agencia Espacial Europea) un gran barrido de radiación gamma. Era el comienzo de la colisión de dos astros. Lo que hubiera sido el primer indició de esta colisión registrado por la Astrofísica convencional, pero que ya se estaba esperando y observando.

Dos estrellas de neutrones de masas situadas entre 1,1 y 1,6 veces la masa del Sol empezaron a girar al rededor uno del otro acercándose cada vez más. Esta interacción emitió una fuerte y prolongada onda gravitacional que viajó hasta nuestro planeta y fue detectada por LIGO y VIRGO. Con el análisis de los datos se pudo conocer la situación y las características del evento informando al resto de laboratorios que pudieron observar de esta forma la colisión incluso antes de que se produjera. Esto es posible dado que las ondas viajan mucho más rápidas que la luz. Por lo que al igual que cuando oímos un trueno antes de ver el rayo, y dadas las astronómicas distancias que han de recorrer los dos fenómenos, podemos «adelantarnos» a los acontecimientos y observarlos.

Por eso han definido este proceso como «escuchar». La nueva Astrofisica no solo «ve» el Universo sino que además lo «escucha».

¿Y este nuevo proceso es útil? Si. Mucho.

Con la observación anticipada de la colisión y los datos obtenidos por los dos mecanismos de observaciones durante el tiempo que duro el evento, antes y después ha revelado lo siguiente:

1- Los dos astros se atrajeron durante un largo periodo de tiempo girando uno sobre el otro con tanta velocidad que distorsionaban el espacio-tiempo emitiendo ondas gravitacionales.

Imagen virtual de una colisión de dos estrellas de neutrones. (European Southern Observatory)

2- Cunado los dos astros terminan chocando, parte del material estelar de que están compuestas estas estrellas de neutrones fue violentamente expulsado con una fuerza de una quinta parte de la velocidad de la luz. Esta expulsión de material crea una «llamarada» que se ha bautizado como Kilonova. La luz de la kilonova empieza siendo de un color azul intenso y va cambiando el espectro hasta que en pocos días termina siendo de un rojo profundo. El análisis del espectro de la luz revela los elementos expulsados son: oro, platino, plomo, cesio, telurio… ¡¡SORPRESA!! ¡Hemos encontrado el misterioso origen de los elementos pesados!

3- La unión de las estrellas ha creado una estrella de neutrones hipermasiva que seguramente terminará originando un agujero negro (puntos teóricos aun por observar pero que crean gran expectación).

Y así queda inaugurada esta nueva era de la Astrofísica con un gran descubrimiento y muchas expectativas.

Vídeo de la conferencia de prensa:





Referencias: