NASA: la inesperada emisión de rayos Gamma en fusión de agujeros negros
VIDEO. Hacia septiembre de 2014 ondas de energía viajando por más de mil millones de años sacudieron gentilmente el espacio-tiempo en la vecindad de la Tierra. Esta alteración, producida por la fusión de un par de agujeros negros fue registrada por el Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO). Este evento fue la primera detección de ondas gravitacionales y abrió una ventana científica sobre cómo funciona el universo, indicó la NASA.
Menos un segundo después, el Monitor de Rayos Gamma de la Telescopio Espacial Fermi de la NASA, encontró un breve y débil explosión de luz de alta energía consistente con la misma parte del cielo. El análisis de estas explosiones sugiere que solo hay 0,25 de posibilidades de que sea una coincidencia al azar. La elevación de los rayos Gamma desde una fusión de agujeros negros sería un hito en la investigación del espacio porque se espera que los agujeros negros se fusionen “limpiamente”, sin producir ningún tipo de luz.
VIDEO DE LA NASA: VISUALIZACIÓN DE LA FUSIÓN DE AGUJEROS NEGROS
Esta visualización muestra ondas gravitacionales emitidas por dos agujeros negros (esferas negras) de casi la misma masa mientras giran juntos y se fusionan. Las estructuras amarillas cerca de los agujeros negros ilustran fuertes curvaturas del espacio-tiempo en la región. Las ondulaciones naranjas representan distorsiones de espacio-tiempo causadas por masas orbitando rápidamente. Estas distorsiones se expanden y debilitan, convirtiéndose en ondas gravitaciones (morado). (Video: NASA)
“Este es un descubrimiento tentador con pocas chances de ser una falsas alarma, pero antes de que podamos reescribir los libros necesitaremos ver más explosiones asociadas con ondas gravitacionales desde fusiones de agujeros negros”, indicó Valerie Connaughton, un miembro del Monitor de Explosiones de Rayos Gamma (GBM), quien también lideró una investigación en The Astrophysical Journal.
Detectar luz de una fuente de onda gravitaciones permitirá un profundo entendimiento del evento. El Monitor de Rayos Gamma del Fermi observa el cielo entero no bloqueado por la Tierra y es sensible a los rayos X y rayos Gamma con energías entre 8.000 y 40 millones de electro-voltios (eV). Para comparación, la energía de luz visible varía entre 2 y 3 eV.
Con su amplio rango de energía y gran campo de visión, el GBM es un instrumento premier para detectar la luz de cortas explosiones de rayos Gamma, que duran menos de dos segundos. Se cree que ocurren cuando orbitan objetos compartos, como estrellas de neutrones y agujeros negros, rotan en espiral y chocan juntos. Se sospecha que estos sistemas son los productores principales de ondas gravitaciones.
“Con solo un evento conjunto, rayos Gamma y ondas gravitaciones juntas nos dirán exactamente que causan las explosiones cortas de rayos Gamma”, indicó Lindy Blackburn, colaborador de LIGO. “Hay una increíble sinergia entre las dos observaciones, con los rayos Gamma revelando detalles sobre la fuente energética y ambiente loca y ondas gravitacionales que generan una prueba única de las dinámicas en este evento”, explicó de acuerdo a la NASA .
Actualmente las observaciones de ondas gravitaciones poseen una visión relativamente borrosa. Esto mejorará con el tiempo mientras más facilidades comiencen a funcionar.
Menos de medio segundo después de que LIGO detectara las ondas gravitaciones, el GBM captó un pulso débil de rayos X, que duró solo un segundo. La explosión efectivamente ocurrió debajo de Fermi y en un ángulo alto de los detectores GBM, una situación que limitaba si habilidad para establecer una posición exacta. Afortunadamente, la Tierra bloqueó una andanada de la explosión, lo que permitió a los científicos encontrar la ubicación.
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DATOS CLAVES SOBRE LA PECULIAR EXPLOSIÓN
Se cree que el evento captado por el LIGO fue provocado por una fusión agujeros negros relativamente grandes, cada uno con una masa 30 veces mayor que la del Sol. No se creía que sistemas binarios con agujeros negros así de grandes fueran comunes, y quedan muchas preguntas sobre su naturaleza y el origen del sistema.
No se esperaba que las fusiones de agujeros negros emitieron rayos X o rayos Gamma porque se necesita gas para generar la luz. Se cree que cualquier gas alrededor de los agujeros negros habría sido absorbido antes de la inmersión final. Por esta razón, algunos astrónomos ven la explosión GBM como una coincidencia. Otros han desarrollado escenarios alternativos en donde los agujeros negros podrían crear emisiones de rayos Gamma. Se necesitan futuras detecciones para clarificar qué ocurre cuando los agujeros negros colisiona.
Albert Einstein predijo la existencia de las ondas gravitaciones en su teoría de relatividad un siglo atrás, y científicos han tratado de detectarlas por 5 décadas. Einstein visualizó estas ondas como ondulaciones en una fábrica de espacio-tiempo producida por cuerpos de aceleración masiva, tales como los agujeros negros que orbitan entre sí. Los científicos están interesados en observar y caracterizar estas ondas para aprender más sobre las fuentes que lo producen y sobre la propia gravedad.
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