Señales de radio para detectar las esquivas ondas gravitacionales


Cuando unas, super-compactas y del tamaño de una ciudad, estrellas de neutrones colisionan entre sí, emiten una fuerte señal de radio que puede ayudar a los astrónomos a detectar ondas gravitacionales, localizando su fuente original, según predice una nueva investigación.

Las estrellas de neutrones son remanentes estelares increíblemente densas compuestas casi en su totalidad de  partículas subatómicas llamadas neutrones, que se producen cuando grandes estrellas colapsan en una  supernova. Aproximadamente el 5% de estas estrellas entran a formar parte de un sistema binario.

La fusión de estrellas de neutrones binarias es muy rara de darse, pero es la primera candidata para la liberación de ondas gravitacionales, que se producen después de violentos acontecimientos astronómicos y nunca han sido detectadas.

Sin embargo, un nuevo estudio, publicado en Nature , muestra que la interacción de las partículas expulsadas de estas fusiones con el medio circundante puede crear firmas detectable electromagnéticas -algunas con emisiones de picos de 1,4 gigahercios que pueden persistir en niveles observables durante varias semanas.

La detección de las señales electromagnéticas que les acompaña -o llamaradas de radio- en conjunto con las ondas gravitacionales “permitirá a los investigadores apuntar sus radio-telescopios  hacia la región en el cielo de la que la señal provenga”, dijo el astrofísico y co-autor del artículo, Tsvi Piran de la Universidad Hebrea de Jerusalén.

“Una llamara de radio del tipo que predecimos confirmaría que, efectivamente, una  fusión de estrellas de neutrones se llevó a cabo; proporcionando un apoyo independiente para el descubrimiento.”

Albert Einstein predijo por primera vez las ondas gravitacionales en el año 1916 como parte de su teoría de la relatividad general.

La presencia de grandes cantidades de masa o energía pueden distorsionar el tejido del espacio-tiempo haciendo que se curve. Cuando estas masas se mueven de repente, esta curvatura lanza ondas hacia el exterior -como las ondas que provoca en un estanque un pez al saltar.

También se puede comparar con una bola de bolos colocada en una hoja estirada. Las arrugas más fuertes,  señalan el lugar más cercano a donde la pelota describe una curvatura del espacio-tiempo, y cómo esta se ve afectada por su masa.

Donde el espacio-tiempo se estira por la presencia de una masa muy grande, puede ser perforada por el peso de esta masa, creando un agujero negro.

Las fusiones de sistemas binarios de  estrellas de neutrones a menudo acaban en la creación de agujero negros; creando las ondas gravitacionales teóricas más importantes.

Las nuevas simulaciones detalladas en la investigación, muestran que las partículas podrían salir disparadas de estas fusiones a cualquier lugar en una décima parte de la mitad de la velocidad de la luz. La velocidad del flujo de salida determina la frecuencia y la duración del pico de la señal de radio.

De acuerdo con Piran, esta investigación también significa que la búsqueda de este tipo de llamaradas de radio permitiría a los científicos determinar con mayor precisión la tasa de fusiones de estrellas de neutrones.

“La tasa es desconocida actualmente y el conocimiento de ello contribuirá al diseño de detectores de radiación gravitatoria y, en particular, daría una idea clara de en qué momento los detectores son lo suficientemente sensibles para detectar eventos de fusión en un rango razonable “, dijo.

En 2010, la NASA anunció planes para iniciar un programa para el año 2016 en colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA) para observar las ondas gravitacionales con el Laser Interferometer Space Antenna (LISA).

LISA detectará ondas procedentes de forma simultánea desde decenas de miles de fuentes en todas las direcciones ya que el instrumento actúa como un micrófono captando el sonido.

La detección de llamaras de radio reduciría considerablemente el sentido de cómo se originaron las ondas gravitacionales. Se trata de un proyecto complementario de los Estados Unidos basado en el Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory(LIGO).

Bernard F. Schutz, director del Instituto Max Planck de Física Gravitacional en Alemania dijo que los proyectos “abren capítulos ocultos de la historia del universo, escuchando las olas hechas por las primeras estrellas, el primer agujero negro, y por algunas de las estrellas más antiguas que existen hoy en día”.

Encontrar un ejemplo de fusión de estrellas de neutrones podría ser bastante difícil, ya que son raras y las partículas expulsadas son accesibles durante un breve periodo de tiempo.

Sin embargo, los investigadores apuntan a un Objeto Transitorio previamente observado por  astrónomos  de la Universidad de California, Berkeley.

Los Objetos transitorios son eventos astronómicos que aparecen una vez al tratar de seguirles la pista tiempo después, han desaparecido.

Examinando las conclusiones de los astrónomos, Piran señala a un objeto, RT 19870422, como posible señal  de una fusión de estrellas de neutrones.

“Muestra todas las propiedades esperadas de los restos de radio de una fusión binaria compacta”, escribió. “Este Objeto Transitorio es, por lo tanto, un excelente candidato para ser el primer remanente observable de una fusión.”

No obstante señaló que no era posible descartar una supernova  como fuente de las señales de radio, pero reiteró que esto hubiera requerido una supernova “más brillante por orden de magnitud” que cualquier otra observada anteriormente.

Autor: Nicola Rowen

Enlace original: Detectable radio flares follow gravity waves

 

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