Cuando las estrellas de neutrones chocan, producen una explosión llamada kilonova. El evento produce breves estallidos de rayos gamma y una intensa radiación electromagnética. Ahora, un equipo internacional de investigadores parece haber detectado por primera vez una de estas explosiones. Los detalles se publicarán en The Astrophysical Journal Letters, pero están disponibles en el sitio de preimpresión arXiv.
El 17 de agosto de 2017, los astrónomos descubrieron ondas gravitacionales de la fusión de dos estrellas de neutrones del evento llamado GW170817. El equipo utilizó el Observatorio de ondas gravitacionales de interferómetro láser avanzado (LIGO) y Virgo, y notó que coincidió con un estallido de rayos gamma.
El estudio
Según los astrónomos dirigidos por la Universidad Northwestern, los escombros (generados tras la colisión de estrellas de neutrones) producen un choque. Este choque generó emisiones de rayos X cuando los materiales circundantes lo calentaban, lo que se conoce como resplandor residual de kilonova.
Una explicación alternativa es que los materiales que caen al agujero negro, formado debido a la fusión de estrellas de neutrones, causaron los rayos X. “Hemos entrado en un territorio desconocido aquí al estudiar las consecuencias de una fusión de estrellas de neutrones”, comentó Aprajita Hajela de Northwestern, una de las principales autoras.
“Estamos viendo algo nuevo y extraordinario por primera vez. Esto nos da la oportunidad de estudiar y comprender nuevos procesos físicos, que no se habían observado antes”, agregó.
Rayos X
Utilizando el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, los astrónomos observaron las emisiones de rayos X de un chorro. El jet se movía muy cerca de la velocidad de la luz producida por la fusión de estrellas de neutrones.
En 2018, se percataron que las emisiones del chorro disminuían a medida que continuaba disminuyendo su velocidad y expandiéndose. Hasta finales de 2020, la atenuación se detuvo y se descubrió que la emisión de rayos X tenía un brillo constante. Esta fue una señal significativa.
«El hecho de que los rayos X dejaran de desvanecerse rápidamente fue nuestra mejor evidencia hasta ahora de que se está detectando algo además de un chorro de rayos X en esta fuente», dijo Raffaella Margutti, astrofísica de la Universidad de California en Berkeley.
Más investigación sobre la kilonova
Los astrónomos explican que detrás de los rayos X probablemente existe un resplandor crepuscular de kilonova o de un agujero negro. Sorprendentemente, tal escenario nunca se había observado antes.
Los monitoreos a GW170817 en rayos X y ondas de radio no cesarán. Esto a fin de distinguir entre las dos explicaciones. Si se trata de un resplandor residual de kilonova, se espera que las emisiones de rayos X y de radio se hagan más brillantes.
“Supongamos que la explicación involucra materia que cae sobre un agujero negro recién formado”, señalan los autores. “En ese caso, la salida de rayos X debería permanecer constante o disminuir rápidamente, y no se detectará ninguna emisión de radio con el tiempo”.
Un estudio adicional a GW170817 podría tener implicaciones de gran alcance. La detección de un resplandor residual de kilonova implicaría que la fusión no produjo inmediatamente un agujero negro. Este objeto permitirá estudiar cómo la materia cae en un agujero negro unos años después de su nacimiento.
