El observatorio LIGO, en el que colabora el Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), y el detector de ondas gravitacionales Virgo descubrieron el pasado 25 de abril nuevas perturbaciones del espacio-tiempo producidas por el posible choque de dos estrellas de neutrones. Un día después, la red detectó un evento nunca antes observado: la posible colisión entre una estrella de neutrones y un agujero negro.
El Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO), en el que colabora el Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), instituto mixto de la Universidade de Santiago de Compostela (USC) y la Xunta de Galicia, junto con el detector Virgo, registró el 25 de abril ondas gravitacionales de un posible choque entre dos estrellas de neutrones. Un día después, el 26 de abril, la red LIGO-Virgo descubrió otra fuente candidata que puede haber re-sultado de la colisión de una estrella de neutrones y un agujero negro, un evento nunca antes observado.
Los descubrimientos se producen pocas semanas después de que LIGO y Virgo se hayan vuelto a poner en funcionamiento. Los detectores gemelos de LIGO, uno en Washington y otro en Lou-siana en Estados Unidos, junto con Virgo, ubicado en el Observatorio Gravitacional Europeo (EGO) en Italia, reanudaron sus operaciones el 1 de abril tras una serie de mejoras para aumen-tar su sensiblidad a las ondas gravitacionales. Ahora cada detector estudia volúmenes más grandes del Universo —distancias más lejanas- en busca de eventos extremos como colisiones entre agujeros negros y estrellas de neutrones.
Además de los dos nuevos candidatos que involucran a las estrellas de neutrones, la red LIGO-Virgo ha descubierto en esta última observación tres posibles fusiones de agujeros negros. En total, desde que se hizo la primera detección directa de ondas gravitacionales en 2015, la red ha encontrado evidencia de dos fusiones de estrellas de neutrones, 13 fusiones de agujeros negros, y una posible fusión entre una estrella de neutrones y un agujero negro.
Cuando dos agujeros negros chocan, deforman el tejido espacio-temporal, produciendo ondas gravitacionales. Sin embargo, cuando dos estrellas de neutrones chocan, no solo envían ondas gravitacionales, sino también luz que puede ser observada por telescopios terrestres y espaciales. Uno de estos eventos ocurrió en agosto de 2017: LIGO y Virgo detectaron una fusión de estrellas de neutrones en ondas gravitacionales y en los días y meses siguientes, cerca de 70 telescopios observaron este evento en todo el espectro electromagnético, desde los rayos gamma hasta las ondas de radio. En el caso del choque entre las dos estrellas de neutrones, telescopios de todo el mundo se apresuraron a rastrear las fuentes y captar luz —la contrapartida óptica- y otras radiaciones que se esperaba de este tipo de fusiones, pero hasta este momento ninguna de las fuentes ha sido identificada.
Posible colisión entre una estrella de neutrones y un agujero negro
El choque de las estrellas de neutrones del 25 de abril, denominado 190425z, se produjo a unos 500 millones de años luz de la Tierra. Solo una de las instalaciones gemelas de LIGO captó su señal junto con Virgo (LIGO Livingston fue testigo del evento, pero LIGO Hanford estaba desconectado). Debido a que solo dos de los tres detectores registraron la señal, no se pudo determinar con precisión su ubicación y la búsqueda de la fuente debe realizarse en una región muy grande, correspondiente a casi la cuarta parte del cielo.
La posible colisión del agujero negro y la estrella de neutrones del 26 de abril, denominado S190426c, tuvo lugar a aproximadamente 1,2 mil millones de años luz de distancia. Fue observado por las tres instalaciones de LIGO-Virgo, lo que ayudó a restringir su localización en un área que cubre el 3% del cielo.
Ondas gravitacionales desde Galicia
El Grupo de Ondas Gravitacionales del IGFAE es el más reciente de los cinco grupos españoles que estudian el Universo en esta nueva ventana de la Astronomía, sumándose en octubre de 2018 a la Colaboración Científica de LIGO en la que también participa la Universitat de les Illes Balears (UIB). Los tres grupos restantes del Institut de Ciènces del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB), la Universitat de València (UV) y el Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) son miembros de la Colaboración Virgo.
Nota de prensa de LIGO: https://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20190502
Imagen: simulación de una fusión de estrellas de neutrones. Arriba a la izquierda, en sentido horario, las dos estrellas de neutrones (coloreadas en blanco) giran una en torno a la otra en espiral hasta que se contactan y se fusionan en una única estrella de neutrones masiva. Parte del material (coloreado según su densidad) contamina los alrededores, formando un disco de acreción. Toda la secuencia dura 0,03 segundos. En la mayoría de los casos, la estrella de neutrones masiva no puede soportar su propia gravedad por mucho tiempo y finalmente colapsa en un agujero negro. Crédito: Ciolfi, Giacomazzo (Virgo Collaboration) & Kastaun (LIGO Scientific Collaboration).
