Científicos están 99% seguros de haber detectado un agujero negro comiéndose una estrella de neutrones

Artículo publicado originalmente por Motherboard Estados Unidos.

Los agujeros negros, las estrellas de neutrones y las ondas gravitacionales son fenómenos profundamente extraños. Ahora, los científicos están entusiasmados con un nuevo descubrimiento que puede involucrar a los tres.

Las ondas gravitacionales son ondas en la curvatura del espacio-tiempo creado por perturbaciones como colisiones de agujeros negros o explosiones de estrellas moribundas. Desde que los científicos detectaron por primera vez una onda gravitacional en 2016, un logro que ganó el Premio Nobel de Física, se han registrado varias otras ondas, todas causadas por fusiones entre agujeros negros o colisiones entre estrellas de neutrones.

Sin embargo, lo que aún no se ha observado es una colisión entre un hoyo negro y una estrella de neutrones, hasta ahora… probablemente.

El miércoles, el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO) y su homólogo italiano Virgo detectaron una onda gravitacional llamada S190814bv. Según sus propiedades conocidas, los científicos creen que existe una probabilidad del 99% de que la fuente de la onda sea un hoyo negro que se comió una estrella de neutrones.

"Nunca hemos detectado una estrella de neutrones y un hoyo negro juntos", dijo Ryan Foley, astrónomo de la UC Santa Cruz, en una llamada telefónica. “Si resulta ser correcto, entonces habremos confirmado un nuevo tipo de sistema estelar. Es algo fundamental".

Tanto los agujeros negros como las estrellas de neutrones están hechos de estrellas que explotaron y colapsaron convirtiéndose en cadáveres estelares. Un hoyo negro se traga todo lo que pasa por su borde exterior, llamado horizonte de eventos, incluida la luz. Como resultado, las fusiones de agujeros negros son en gran medida invisibles para los observatorios basados en la luz, aunque se han detectado varios desde el advenimiento de la astronomía de ondas gravitacionales.

Una estrella de neutrones puede considerarse como "un átomo que es un par de veces la masa del Sol", explicó Foley. Toda esa masa está concentrada en una esfera con un diámetro de aproximadamente 19 km, lo que hace que las estrellas de neutrones sean súper densas y extremadamente calientes.

A diferencia de las fusiones de agujeros negros, las colisiones de estrellas de neutrones producen mucha luz. Cuando se detectó una onda gravitacional de un choque de estrellas de neutrones en 2017, los científicos pudieron identificar las emisiones brillantes del evento en los días posteriores a la detección de la onda. Esto marcó el comienzo de una técnica llamada "astronomía multi-mensajera", en la cual los científicos usan múltiples tipos de señales del espacio para examinar objetos astronómicos.

Foley fue parte del equipo que rastreó esas emisiones brillantes, una hazaña que aún no se ha repetido. Actualmente, él y sus colegas están escaneando los cielos con telescopios, buscando cualquier luz que pudiera haber irradiado la nueva fusión sospechosa de un hoyo negro y una estrella de neutrones.

"Hemos estado esperando durante dos años, así que estamos listos", dijo. "El sistema de estrella de neutrones/hoyo negro es particularmente emocionante porque nunca se había visto un caso así, y hay muchas cosas interesantes que podríamos aprender si lo detectamos".

Si el equipo recogiera la luz del evento en las próximas semanas, sería testigo de las consecuencias de un hoyo negro derramando las tripas de una estrella de neutrones mientras la devora. Esto proporcionaría una visión rara de las propiedades exóticas de estos objetos astronómicos extremos y podría dar visibilidad de todo, desde la física subatómica hasta la tasa de expansión del universo.

"Si descubres cómo se forman las estrellas de neutrones, esto podría darte información sobre cómo se forman los átomos", dijo Foley. "Esto es algo fundamental para que todo en nuestra vida diaria funcione".