La medición precisa utilizando una colección de radiotelescopios de la National Science Foundation NSF en todo el continente ha revelado que un estrecho chorro de partículas que se mueve a casi la velocidad de la luz estalló en el espacio interestelar después de que un par de estrellas de neutrones se fusionaron en una galaxia 130millones de años luz de la Tierra. La fusión, que ocurrió en agosto de 2017, envió ondas gravitacionales a través del espacio. Fue el primer evento en ser detectado tanto por ondas gravitacionales como por ondas electromagnéticas, incluyendo rayos gamma, rayos X, visiblesluz y ondas de radio.
Las secuelas de la fusión, llamadas GW170817, se observaron en los telescopios en órbita y terrestres de todo el mundo. Los científicos observaron cómo las características de las ondas recibidas cambiaban con el tiempo y utilizaron los cambios como pistas para revelar la naturaleza de los fenómenosque siguió a la fusión.
Una pregunta que se destacó, incluso meses después de la fusión, fue si el evento había producido o no un chorro de material estrecho y de rápido movimiento que se abrió paso en el espacio interestelar. Eso era importante, ya que se requieren tales chorros para producirEl tipo de estallidos de rayos gamma que los teóricos habían dicho que debería ser causado por la fusión de pares de estrellas de neutrones.
La respuesta llegó cuando los astrónomos usaron una combinación de la matriz de línea de base muy larga VLBA de la NSF, la matriz muy grande Karl G. Jansky VLA y el telescopio Robert C. Byrd Green Bank GBT y descubrieron que una regiónde la emisión de radio de la fusión se había movido, y el movimiento fue tan rápido que solo un avión podía explicar su velocidad.
"Medimos un movimiento aparente que es cuatro veces más rápido que la luz. Esa ilusión, llamada movimiento superluminal, se produce cuando el chorro apunta casi hacia la Tierra y el material en el chorro se mueve cerca de la velocidad de la luz", dijo KunalMooley, del Observatorio Nacional de Radioastronomía NRAO y Caltech.
Los astrónomos observaron el objeto 75 días después de la fusión, luego nuevamente 230 días después.
"Según nuestro análisis, este chorro probablemente sea muy angosto, con un máximo de 5 grados de ancho y apuntado a solo 20 grados de la dirección de la Tierra", dijo Adam Deller, de la Universidad de Tecnología de Swinburne y anteriormente de la NRAO"Pero para que coincida con nuestras observaciones, el material en el chorro también tiene que estar volando hacia afuera a más del 97 por ciento de la velocidad de la luz", agregó.
El escenario que surgió es que la fusión inicial de las dos estrellas de neutrones superdensas causó una explosión que impulsó una capa esférica de escombros hacia afuera. Las estrellas de neutrones colapsaron en un agujero negro cuya poderosa gravedad comenzó a arrastrar material hacia él. Ese material formó undisco de giro rápido que generó un par de chorros que se movieron hacia afuera desde sus polos.
A medida que se desarrollaba el evento, la pregunta se convirtió en si los chorros saldrían del caparazón de escombros de la explosión original. Los datos de las observaciones indicaron que un chorro había interactuado con los escombros, formando un amplio "capullo" de material que se expandía hacia afuera.Tal capullo se expandiría más lentamente que un chorro.
"Nuestra interpretación es que el capullo dominó la emisión de radio hasta aproximadamente 60 días después de la fusión, y más tarde la emisión estuvo dominada por el chorro", dijo Ore Gottlieb, de la Universidad de Tel Aviv, uno de los principales teóricos del estudio.
"Tuvimos la suerte de poder observar este evento, porque si el chorro hubiera sido apuntado mucho más lejos de la Tierra, la emisión de radio habría sido demasiado débil para que la detectemos", dijo Gregg Hallinan de Caltech.
La detección de un chorro de rápido movimiento en GW170817 fortalece en gran medida la conexión entre las fusiones de estrellas de neutrones y los estallidos de rayos gamma de corta duración, dijeron los científicos. Agregaron que los chorros deben apuntar relativamente cerca de la Tierra para la gammaráfaga de rayos para ser detectado.
"Nuestro estudio demuestra que la combinación de observaciones del VLBA, el VLA y el GBT es un medio poderoso para estudiar los chorros y la física asociados con los eventos de ondas gravitacionales", dijo Mooley.
"El evento de fusión fue importante por varias razones, y continúa sorprendiendo a los astrónomos con más información", dijo Joe Pesce, Director del Programa NSF para NRAO. "Los jets son fenómenos enigmáticos vistos en varios entornos, y ahora estosobservaciones exquisitas en la parte de radio del espectro electromagnético están proporcionando una visión fascinante de ellos, ayudándonos a comprender cómo funcionan ".
Mooley y sus colegas informaron sus hallazgos en la versión en línea del 5 de septiembre de la revista Naturaleza .
El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo un acuerdo cooperativo de Associated Universities, Inc.
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Materiales proporcionado por Observatorio Nacional de Radioastronomía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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