Lo último que sabemos sobre las ondas gravitacionales

Desde los agujeros negros, hasta la formación de elementos pesados.

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Recreación artística de dos estrellas de neutrones en plena colisión. Crédito imagen: National Science Foundation/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet

Dos años atrás, el detector de ondas gravitatorias LIGO (Observatorio de Onda Gravitacional del Interferómetro Láser), llenó de ondas gravitacionales la boca de todos con el descubrimiento de la fusión de dos agujeros negros. En agosto pasado, LIGO lo hizo de nuevo: con la ayuda de un segundo detector llamado VIRGO, descubrió una nueva fuente de radiación gravitacional. Poco después, el satélite Fermi de la NASA detectó una ráfaga de rayos gamma desde la misma dirección. Varias horas más tarde, un telescopio en Chile identificó la fuente en una galaxia ubicada a 120 millones de años luz de distancia. Si bien esta es una enorme distancia para nosotros, en una escala cosmológica es relativamente pequeña.

¿Qué aporta este nuevo conocimiento? Por primera vez, podemos combinar la astronomía de ondas gravitacionales con la astronomía tradicional, aquella basada en las observaciones en el espectro electromagnético. Es, en cierto sentido, una nueva mirada al universo y sus fenómenos.
Ahora, un nuevo hallazgo, la detección de la colisión de dos estrellas de neutros, aporta importantes conocimientos y permite a los expertos confirmar teorías fundamentales sobre la naturaleza del cosmos. En algunos sentidos, las ondas gravitacionales son como los pinzones de Darwin: una confirmación más de lo que sabíamos.

Desde este descubrimiento (la colisión de las estrellas ants mencionada), la mayoría de los telescopios del mundo han podido observarlo. Los resultados han sido publicados en Physical Review Letters, Nature y Science.
Lo interesante es que estas observaciones confirman una predicción hecha hace casi treinta años por un equipo encabezado por Tsvi Piran, de la Universidad Hebrea de Jerusalén. En un estudio publicado en Nature en 1989, Piran sugiere que cuando dos estrellas de neutrones se fusionan emiten, además de las ondas gravitacionales, una ráfaga de rayos gamma. También sintetizan y expulsan al espacio exterior elementos pesados raros, como el oro, el plutonio y el uranio. En este proceso, las estrellas de neutrones forman un agujero negro.

Así, las ondas gravitacionales, abarcan mucho más de lo que pensamos.
Gracias a ellas sabemos que existen los agujeros negros. Pese a que sabemos desde hace décadas de su existencia, hasta ahora, nunca habíamos podido observar directamente uno. Sabíamos de su existencia, pero por su propia naturaleza, detectarlos mediante la astronomía tradicional (aquella que utiliza la luz), era un imposible. LIGO demostró de una vez por todas que existen, y también que pueden orbitar unos a otros y fundirse en un solo agujero negro más grande.
Este observatorio fue fundamental para ampliar nuestra comprensión sobre el origen de los elementos pesados. Sabíamos que el hidrógeno y el helio, los elementos más ligeros, se formaron en el Big Bang. Las estrellas y supernovas son las responsables de “dar a luz” a la mayoría de los elementos entre el helio y el zirconio. Pero la formación de los elementos más pesados nos eludía. Gracias a LIGO , los expertos fueron capaces de ver las “huellas dactilares” del oro, el platino y el plomo formándose después de un estallido de estrellas de neutrones. Por si necesitáramos más datos, la colisión produjo alrededor de 10 veces la masa de la Tierra en oro.

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