Las ondas gravitacionales permiten observar por primera vez la fusión de dos estrellas de neutrones

"Es algo completamente nuevo y diferente, que nos abre la puerta a nuevos mundos jamás observados”. Así se expresaron los miembros de la Real Academia de las Ciencias de Suecia al conceder el Nobel de Física, hace apenas unos días, a los responsables del experimento que detectó las ondas gravitacionales. Hoy esa afirmación se hace más real que nunca, ya que investigadores de todo el mundo han conseguido resolver varios misterios del cosmos gracias a estas ondas.

En una serie de casi una docena de artículos científicos publicados en distintas revistas, varios grupos de investigadores de todo el mundo han confirmado la observación por primera vez de la fusión de dos estrellas de neutrones y cómo este fenómeno es una fuente de brotes de rayos gamma y es uno de los responsables principales de la formación de elementos pesados en el universo.

Estos descubrimientos suponen el nacimiento de lo que se conoce como astronomía multimensajero, un tipo de astronomía que se basa en la utilización conjunta tanto de la luz, como de las ondas gravitacionales para escudriñar el cosmos.

Todo se inició el pasado 17 de agosto a las 12:41 UTC, cuando los observatorios LIGO y Virgo detectaron una señal de ondas gravitacionales en la galaxia NGC4993, situada a 130 millones de años luz de la Tierra.

No era la primera vez que detectaban este tipo de ondas, pero esta vez la señal era diferente, lo que indicaba que los dos objetos que se fusionaron para generar las ondas gravitacionales no eran agujeros negros, como había pasado previamente.

El evento se comunicó rápidamente a alrededor de 90 grupos de astrofísicos de todo el planeta para que pudieran apuntar sus instrumentos en esa dirección. La región fue escaneada continuamente y los análisis de los espectros de luz mostraron que no se trataba de una supernova, sino un tipo de objeto que nunca antes se había visto, una kilonova, o lo que es lo mismo, el resultado de la fusión de dos estrellas de neutrones.

La primera kilonova de la historia

Una estrella de neutrones es esencialmente el cadáver que deja una estrella al morir. Son muy pequeñas, de apenas unos pocos kilómetros de diámetro, pero con una masa similar a la del sol, lo que las convierte en los objetos más densos jamás observados.

Al igual que el resto de los astros, algunas de ellas a veces forman parejas en las que cada estrella orbita en torno a la otra. Teóricamente, ambas estrellas se van acercando gradualmente mientras pierden energía en forma de ondas gravitacionales, un proceso que se va acelerando poco a poco, hasta que, finalmente, ambas estrellas se fusionan formando una kilonova. Los datos publicados hoy representan la primera observación directa de este fenómeno.

La solución a los brotes de rayos gamma

Pero los descubrimientos asociados a este evento no se han quedado ahí, ya que la fusión de dos estrellas de neutrones lleva consigo algunas preguntas que han intrigado a los científicos durante años: el origen de los brotes de rayos gamma y de los elementos pesados del universo.

Entre los instrumentos que observaban esta región del espacio aquel día 17, también se encontraban los satélites FERMI e INTEGRAL, que apenas dos segundos después de que LIGO y Virgo observaran las ondas gravitacionales, detectaron un brote de rayos gamma, lo que ha confirmado que la fusión de estrellas de neutrones es una fuente de este tipo de fenómenos.

Se sabía que el colapso de algunas estrellas producía este tipo de brotes, pero no eran suficientes como para explicar todos los que se habían observado hasta ahora, así que algunos modelos señalaban a la fusión de dos estrellas de neutrones como posible origen.

La formación de elementos pesados

Los astrofísicos también quisieron aprovechar este fenómeno para analizar la formación de elementos pesados, ya que el origen de los elementos más ligeros del cosmos, como el hidrógeno, el helio o incluso el hierro, está relativamente bien establecido.

De nuevo, los modelos teóricos señalaban a la fusión de dos estrellas de neutrones como un posible mecanismo de formación de núcleos más pesados que el hierro y las nuevas observaciones realizadas sobre este fenómeno suponen, por fin, la primera primera prueba directa de que la fusión es, posiblemente, el principal proceso por el que se forman los elementos más pesados del universo.

Así pues, parece que tenían razón aquellos que auguraban que con la detección de las ondas gravitacionales se iniciaba un nuevo camino en el mundo de la astronomía. Un camino que no ha hecho más que comenzar.