Detectan una gigantesca estrella de neutrones que existió solo una fracción de segundo
Un equipo de astrónomos ha examinado datos sobre 700
estallidos cortos de rayos gamma (GRB) detectados con el Observatorio Neil
Gehrels Swift de la NASA, el Telescopio espacial de rayos gamma Fermi y el
Observatorio de rayos gamma Compton. Han descubierto -en las simulaciones
informáticas- patrones de rayos gamma parpadeantes, llamados oscilaciones
cuasiperiódicas, en dos GRB cortos que indican la breve existencia de una
estrella de neutrones superpesada poco antes de colapsar en un agujero negro.
Todo este proceso duró solo una fracción de segundo,
según explican los investigadores en su estudio publicado en la revista Nature,
y puede enseñarnos mucho sobre la naturaleza transitoria de las estrellas de
neutrones y la evolución de los colosales agujeros negros.
Cuando las estrellas de cierto rango de masa
explotan como una supernova, dejan atrás un núcleo denso conocido como estrella
de neutrones. Las presiones que crean estos objetos ultradensos hacen que una
gran cantidad de masa ocupe poco espacio. Así, una estrella de neutrones puede
tener una masa máxima de poco más de dos soles, antes de colapsar por su propia
gravedad y formar un agujero negro, por lo que si el total de las dos estrellas
de neutrones cae por debajo de ese límite, forman una nueva estrella de
neutrones; una gigante.
La estrella
de neutrones gigante explorada en este escenario dura solo unos pocos
milisegundos y las simulaciones sugieren que esta estrella de neutrones
hipermasiva debería existir. Los detectores de ondas gravitacionales no son lo
suficientemente sensibles para evidenciar su presencia, pero los de rayos gamma
sí que pueden.
Los científicos buscaron señales GRB en 700 GRB
cortos detectados por el Observatorio Neil Gehrels Swift de la NASA, el
Telescopio espacial de rayos gamma Fermi y el Observatorio de rayos gamma
Compton. Los investigadores encontraron patrones de rayos gamma indicativos de
dos estrellas de neutrones que colisionan y eventualmente forman un agujero
negro en dos ráfagas observadas por Compton a principios de la década de 1990.
"Sabemos que los GRB cortos se forman cuando
las estrellas de neutrones en órbita chocan entre sí, y sabemos que
eventualmente colapsan en un agujero negro, pero la secuencia precisa de
eventos no se comprende bien", explica Cole Miller de la Universidad de
Maryland y coautor del estudio. "En algún momento, el agujero negro
naciente entra en erupción con un chorro de partículas de rápido movimiento que
emite un intenso destello de rayos gamma, la forma de luz de mayor energía, y
queremos aprender más sobre cómo se desarrolla".
Para la década de 2030, se espera que los
observatorios de ondas gravitacionales sean mucho más sensibles, por lo que
podremos contar con una nueva perspectiva sobre la fugaz existencia de las
estrellas de neutrones de tamaño gigante.
Referencia: C. Chirenti et al. Kilohertz
quasiperiodic oscillations in short gamma-ray bursts. Nature, published online
January 9, 2023; doi: 10.1038/s41586-022-05497-0
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