Académico UC participa en investigación que descubrió una nueva señal para detectar la colisión de estrellas de neutrones
La importancia del estudio radica en que otorga a los astrónomos la oportunidad de aprender sobre los interiores de las estrellas de neutrones, objetos muy densos que no pueden ser reproducidos en la Tierra.
Una colaboración internacional de astrónomos, entre los que destaca Franz Bauer, académico del Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile e investigador del Instituto Milenio de Astrofísica MAS, estudió la fusión de estrellas de neutrones utilizando la emisión de rayos X que produjo este evento, una forma que no había sido utilizada con anterioridad. Esta investigación fue publicada en la edición de abril de la prestigiosa revista científica Nature.
Cuando se fusionan dos estrellas de neutrones, remanente estelar que resulta del colapso gravitacional de una estrella muy masiva, se producen estallidos de rayos gamma de corta duración, menor a un segundo —y que corresponden a los eventos electromagnéticos más luminosos que ocurren en el Universo—; emisión de rayos X, del orden de horas o días; y ondas gravitacionales u ondulaciones en el espacio-tiempo. Si el chorro de partículas de alta energía y radiación que se dispara en direcciones opuestas no apunta hacia nosotros, a los observadores en la Tierra, no les será posible detectar el destello o ráfaga de rayos gamma.
La imagen muestra la localización de evento, en una galaxia a 6.6 mil millones de años luz de la Tierra.
Sin embargo, los investigadores descubrieron que luego de esta fusión, que podría dejar una estrella de neutrones supermasiva más pesada y de rápido giro con un campo magnético extraordinariamente fuerte, se podrían observar pulsos cortos de rayos X sin necesidad de detectar los rayos gamma.
La fuente transitoria de rayos X, CDF-S XT2, estudiada en esta investigación y que se encuentra en una galaxia a 6.6 mil millones de años luz de la Tierra, fue descubierta por casualidad por el Observatorio Chandra de la NASA, mientras producía una exposición muy larga de rayos X. "Los datos llegan como fotones de rayos X individuales etiquetados con tiempo y energía; por lo tanto, podemos buscar en ellos señales que son variables de tiempo, que es como encontramos A XT2. Comparamos la curva de luz de rayos X, el espectro y la galaxia anfitriona con varios modelos y concluimos que, probablemente, fue una fusión binaria de estrellas de neutrones que resultó en otra más pesada", indica Bauer, quien también es investigador del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines CATA.
El astrofísico agrega que la detección de rayos X, producidos por la fusión de estrellas de neutrones, nos permiten comprender más sobre la estructura de estos objetos y su tasa de fusión en el Universo.
"La fuerte emisión de rayos X de esta fuente transitoria duró unas pocas horas. Por esta razón, sólo al observar repetidamente la misma porción del cielo durante más de 15 años, hemos podido descubrir este evento tan raro", indica Fabio Vito, investigador postdoctoral del Instituto de Astrofísica UC, quien también participó de la investigación.
Vito hace referencia a que CDF-S XT2 se encuentra en el Chandra Deep Field-South, la imagen de rayos X más profunda que se haya tomado y que equivale a casi 12 semanas de tiempo de observación del Observatorio Chandra, tomadas en varios intervalos entre 2000 y 2015.
Este resultado es importante porque brinda a los astrónomos la oportunidad de aprender sobre los interiores de las estrellas de neutrones, objetos que son tan densos que sus propiedades nunca podrían replicarse en la Tierra.
Sobre el trabajo a futuro, Bauer indica que se buscarán más datos en los archivos de Observatorios de rayos X, como Chandra y XMM-Newton (de la ESA). "Eventualmente, esperamos la construcción de nuevos telescopios que puedan detectar más rayos X", finaliza el investigador.
