NeoFronteras

La reciente actualización de los interferómetros de la colaboración LIGO-Virgo está siendo un éxito.

Es simplemente fantástico. Tal y como se había prometido, la colaboración Ligo-Virgo está ya registrando candidatos a fenómenos de emisión de ondas gravitacionales todas las semanas.

LIGO-Virgo empezó la presenta campaña de observación el pasado 1 de abril y se esperaba que se detectara en promedio una colisión de agujeros negros por semana y una de estrellas de neutrones al mes. Estas predicciones se están cumpliendo.

Los eventos registrados están todavía sin confirmar y habrá que esperar a los artículos correspondientes para saber detalles, pero, desde luego, ya tenemos astronomía de ondas gravitacionales y se nos ha abierto de forma rutinaria una nueva ventana observacional.

El pasado día 25 de abril se registró por segunda vez en la historia lo que parece ser la colisión entre dos estrellas de neutrones: S190425z. Pero al siguiente, el día 26, se registró lo que parece ser la colisión entre un agujero negro y una estrella de neutrones o, más bien, cómo un agujero negro engulle una estrella de neutrones (S190426c). Si se confirma sería un descubrimiento esperado que desde hace tiempo se trataba de encontrar.

Hasta ahora estos interferómetros habían registrado ondas gravitacionales procedentes de varias colisiones de agujeros negros y de una colisión entre dos estrellas de neutrones, pero no del caso mixto.

Los investigadores enrolados en esta colaboración todavía están analizando los datos registrados y corriendo diferentes simulaciones computacionales para así interpretarlos correctamente. Pero, según los análisis preliminares, todo parece indicar que el del día 26 se trata de la colisión entre un agujero negro y una estrella de neutrones.

Todos estos tipos colisión abren la posibilidad de obtener información novedosa que permita testar con precisión la Relatividad General y saber más sobre la estructura de las estrellas de neutrones.

Además, encontrar las contrapartidas ópticas de las colisiones entre estrellas de neutrones permitirá medir la expansión del Universo por un método distinto al de las supernovas de tipo Ia o al sistema basado en el Fondo Cósmico de Microondas. Quizás el valor que se obtenga por este nuevo método permita arrojar luz sobre la famosa tensión que ahora hay sobre este asunto, pues los dos métodos dan valores ligeramente distintos al parámetro de Hubble. Hasta ahora, con sólo un caso registrado, la estadística era muy pobre y, por tanto, la barra de error era demasiado grande.

Cuando se dan este tipo de eventos, la colaboración LIGO-Virgo lanza una alerta a los observatorios de ondas electromagnéticas para que traten de localizar una posible contrapartida. Así que, ya no es fácil mantener el secreto de estos descubrimientos. Encontrar estas contrapartidas, sean ópticas o incluso en la gama de ondas de radio, proporciona mucha información, entre otras la ya mencionada sobre el ritmo de expansión del Universo.

El 25 de abril se recibieron los trenes de ondas gravitacionales que llegaron sucesivamente a los tres interferómetros, tanto los dos LIGO situados en EEUU como a Virgo, que está en Italia. El registro parecía un caso claro de colisión entre dos estrellas de neutrones, similar al que se registró hace casi dos años y que hizo historia.

En este caso la colisión se dio a unos 500 años luz de distancia a nosotros, unas tres veces más lejos que el primer caso de 2017. Las actualizaciones de los interferómetros, que han aumentado su sensibilidad, han permitido el registro del evento que, de otro, modo hubiera pasado desapercibido.

Pero, a diferencia del caso de 2017, la colaboración no pudo restringir mucho la zona del cielo del origen del evento y obtuvieron un área muy grande que llegaba hasta casi un cuarto de todo el cielo. Al día siguiente se restringió este área un poco.

Esto ha dificultado encontrar la contrapartida y, de momento, no se ha hallado de seguro. Se han tomado numerosas fotos de la región y es muy posible que, tras los análisis, se encuentre. De hecho, PanSTARRS parece que ya ha encontrado una posible kilonova en una galaxia que está en la región propuesta por la colaboración LIGO-Virgo.

Uno de estos equipos que se encargan de encontrar estas contrapartidas es el que dirige Mansi Kasliwal (California Institute of Technology, Pasadena). Su proyecto GROWTH (Global Relay of Observatories Watching Transients Happen) se basa en la operación de varios telescopios robotizados en distintas localizaciones operados a distancia. En menos de 24 horas puede cubrir todo el cielo si las nubes no lo impiden, según ella misma ha comentado recientemente a Nature.

A Iair Arcavi (Universidad de Tel Aviv) que compite contra GROWTH en esto de encontrar las contrapartidas la alerta le pilló durmiendo en Baltimor a las 5:01 y, según el mismo cuenta, se despertó porque tenía el sistema configurado para enviarle un mensaje de texto a su teléfono.

El día 26 se registró otros trenes de ondas gravitacionales en lo que parece ser la colisión entre un agujero negro y una estrella de neutrones.

Para este caso, cuando llegó la alerta de ondas gravitacionales, los de GROWTH apuntaron el telescopio que tienen en India, en donde era de noche.

Lamentablemente, en este caso concreto de colisión entre agujero negro y estrella de neutrones, la señal no es muy fuerte y todo podría deberse a alguna fluctuación no real. Por tanto, hay que ser cautos al respecto.

Esta colisión parece haberse dado a 1200 millones de años luz de nosotros y se ha podido delimitar mejor la región del cielo de donde posiblemente procede, región que se ha dibujado en el mapa correspondiente.

Según B. S. Sathyaprakash (Pennsylvania State University), si al final se confirma el resultado preliminar entonces se podría obtener mucha información relevante, como saber cómo se pueden formar este tipo sistemas binarios de masas tan diferentes.

Las órbitas de esta configuración de objetos, una estrella de neutrones y un agujero negro, puede ser distinta en la fase final de las que ya conocemos para un par de agujeros negros. El agujero negro, al ser más masivo, distorsionará el espacio a su alrededor retorciéndolo según gira. Mientras que la estrella de neutrones se moverá en una órbita más bien esférica en lugar de en una órbita cuasi circular. Según Sathyaprakash, esta configuración sería un buen test para la Relatividad General.

Las ondas gravitacionales generadas nos revelarán eso y además nos dirán qué pasa en las fases finales justo antes de la colisión, cuando las fuerzas de marea rompan la estrella de neutrones. Esto nos podría dar una pista sobre el estado de materia ultradensa en el interior de estos objetos y que es, de momento, un tanto desconocido al no haber datos experimentales y sólo disponer de modelos teóricos.

Habrá que dejar un margen de tiempo a los investigadores para que confirmen estas colisiones.

Si al final el segundo caso aquí expuesto no trata sobre la colisión entre un agujero negro y una estrella de neutrones, entonces podría ser la colisión entre dos estrellas de neutrones, lo que elevaría la estadística de este tipo de casos a tres, lo que tampoco estaría mal.

En todo caso, es realmente emocionante.

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Fuentes y referencias:
GraceDB.
Ilustración de cabecera: NASA, JPL-Caltech
Imagen de simulación: A. Tonita, L. Rezzolla, F. Pannarale.