Hoy se ha anunciado la primera detección de una colisión entre una estrella de neutrones y un agujero negro. Es un hallazgo muy interesante porque va a permitir profundizar en los orígenes de estos sistemas formados por dos de los objetos más extremos del universo.
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La detección ha sido posible gracias a las ondas gravitacionales. Su utilidad ya está fuera de toda duda porque, antes de esta detección, ya habían permitido que se descubriesen colisiones de agujeros negros y, también, de estrellas de neutrones:
Hoy os voy a hablar del que, seguramente, es el descubrimiento del siglo, que se produjo en febrero de 2016: las ondas gravitacionales
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Hay que recordar que, en ambos casos, nos encontramos ante el cadáver de estrellas más masivas que el Sol. Vale la pena incidir, de hecho, en que el Sol no se convertirá ni en estrella de neutrones ni explotará como supernova al final de su vida:
El Sol es el corazón del Sistema Solar. No solo porque es el centro en torno al que giran todos los objetos de este pequeño rincón perdido en la Vía Láctea. También porque su energía es la que hace que esta pequeña canica rebose vida. Pero... ¿cuánto sabes del Sol?
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Su destino es mucho más tranquilo, se convertirá en una enana blanca, después de haber pasado por la fase de gigante roja. De todo esto, si os interesa, he hablado aquí en Twitter en diferentes hilos, que enlacé en este sobre enanas blancas:
El 97% de las estrellas, incluyendo el Sol, no terminarán su vida en forma de supernova. Su secuencia será diferente. Llegará un momento en el que no podrán realizar la fusión de ningún elemento. A partir de ahí, solo quedará el núcleo de la vieja estrella: una enana blanca.
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Pero ¿qué tiene de especial esta detección? La verdad es que varias cosas. Por un lado, hace mucho tiempo que se plantea que deberían existir sistemas binarios formados por un agujero negro y una estrella de neutrones. Hasta ahora no se había logrado demostrar que fuese así.
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Por otro, porque supone tener aún más posibilidades para estudiar y comprender mejor la evolución de los sistemas binarios compuestos por objetos tan extremos. Todo esto ha sido posible gracias a dos detecciones. Ambas se produjeron en enero de 2020, con muy poca separación.
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En ambos casos, un agujero negro devoró a la estrella de neutrones que orbitaba en su mismo sistema. Solo hubo diez días entre ambas detecciones y sucedieron a una distancia muy parecida. A casi 1000 millones de años-luz de la Vía Láctea:
Las distancias en el espacio son tan grandes que las medidas con las que estamos familiarizados se nos quedan ridículamente pequeñas. En su lugar, necesitamos recurrir a un conjunto de medidas diferente, que nos permita utilizar cifras mucho más manejables y comprensibles...
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Las dos ondas gravitacionales, responsables de ambas detecciones, son GW200105 y GW200115. Es decir, se detectaron el 5 de enero y 15 de enero de 2020 respectivamente. La del 15 de enero fue captada por los tres detectores (LIGO y Virgo) y se obtuvo bastante información.
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Las dos ondas gravitacionales, responsables de ambas detecciones, son GW200105 y GW200115. Es decir, se detectaron el 5 de enero y 15 de enero de 2020 respectivamente. La del 15 de enero fue captada por los tres detectores (LIGO y Virgo) y se obtuvo bastante información.
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Fue el resultado de la colisión de un agujero negro con 6 masas solares (es decir, 6 veces la masa del Sol) y una estrella de neutrones de 1,5 masas solares, a unos 1000 millones de años-luz. Gracias a la detección con los tres instrumentos, también se definió su origen.
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Aproximadamente, vino de algún lugar en una región del firmamento que equivale al área que cubrirían 2900 lunas llenas. 10 días antes LIGO, con solo un detector (el otro estaba desconectado) detectó también una onda gravitacional muy intensa. Virgo apenas la captó.
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Era una señal muy débil en los datos de Virgo. Aun así, se ha determinado que fue producto de una colisión de un agujero negro de 9 masas solares con una estrella de neutrones de 1,9 masas solares. En esta ocasión, el lugar de origen estaba a 900 millones de años-luz.
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En este caso, al tener solo un detector, la región de procedencia, en el firmamento solo se pudo reducir a un 17% de todo el cielo (un área como la que ocuparían 34 000 lunas llenas). Estos hallazgos han permitido determinar hasta la frecuencia de este tipo de colisiones.
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Aproximadamente, calculan que, en una distancia de mil millones de años-luz, cada mes se produce, de media, una colisión de una estrella de neutrones con un agujero negro. Aunque no quiere decir que todas esas colisiones vayan a ser detectables. ¿Dónde se producen?
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Todavía no está claro dónde se forman estos sistemas binarios, pero se han planteado tres posibles orígenes: podrían formarse en sistemas binarios estelares; entornos estelares densos, incluyendo cúmulos abiertos; y, también, en el centro de las galaxias:
Al hablar del centro de la Vía Láctea, seguramente lo primero que te viene a la cabeza es la presencia de un agujero negro supermasivo. Sin embargo, hay muchas otras cosas, de las que no se habla tanto. Es un lugar mucho más movido que nuestro tranquilo Sistema Solar...
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En el caso de entornos estelares densos, se mencionan específicamente los cúmulos abiertos, que son agrupaciones de estrellas recién formadas. Entre esas estrellas habrá de todo, desde muy masivas a estrellas incluso menos masivas que el Sol:
Hoy os voy a hablar de los cúmulos estelares, y de por qué son uno de los objetos más interesantes del cosmos....
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En cuanto a los sistemas binarios estelares, a lo que se refieren es, sin muchas complicaciones, a un sistema de dos estrellas cuyos astros han llegado al final de sus vidas. Pero, como ellos mismos explican, hay muchas preguntas todavía en el aire, que habrá que contestar.
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Desde cuestiones sobre las propias estrellas de neutrones y agujeros negros, hasta cómo terminan agrupándose en estos sistemas tan extremos. Para ello, serán necesarias más observaciones y detecciones de ondas gravitacionales. Las próximas observaciones se harán en 2022.
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Esto quiere decir, por tanto, que ahora ya hay detecciones de los tres tipos de sistemas y sus respectivas colisiones. El abanico está completo, si lo queremos ver así, pero lejos de haber rematado el trabajo, por delante ahora hay muchas preguntas para profundizar en ese mundo.
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Como bonus, también han publicado esta animación sobre cómo sería la colisión de una estrella de neutrones y un agujero negro... (si alguien tenía dudas sobre quien gana, con esto se disipan en un momento):
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Si os pica la curiosidad, el estudio se ha publicado hoy mismo en la revista The Astrophysical Journal Letters: “Observation of Gravitational Waves from Two Neutron Star–Black Hole Coalescences”. Está disponible para su consultar en su propia web:
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Como siempre, ya tenéis el hilo disponible como momento de Twitter, si lo preferís:
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