las explosiones de rayos gamma, y las fusiones de estrellas

La investigación muestra que las explosiones de rayos gamma siguen a las fusiones de estrellas de neutrones binarios Sci Tech Daily La investigación muestra que las explosiones de rayos gamma siguen a las fusiones de estrellas de neutrones binarios Por Davide Lazzati, Osu College para Sci Tech Daily Junio 14 de 2018 Investigadores de la Universidad Estatal de Oregón han confirmado que la unión de dos estrellas de neutrones del otoño pasado de hecho causó una breve explosión de rayos gamma. Los hallazgos, publicados hoy en Physical Review Letters, representan un paso clave en la comprensión de los astrofísicos de la relación entre las fusiones de estrellas de neutrones binarias, las ondas gravitacionales y las explosiones cortas de rayos gamma. Comúnmente abreviados como GRB, los estallidos de rayos gamma son rayos estrechos de ondas electromagnéticas de las longitudes de onda más cortas en el espectro electromagnético. Los GRB son los eventos electromagnéticos más potentes del universo, que ocurren a miles de millones de años luz de la Tierra y que pueden liberar tanta energía en pocos segundos como lo hará el Sol durante su vida. Los GRB se dividen en dos categorías, de larga duración y corta duración. Los GRB largos se asocian con la muerte de una estrella masiva, ya que su núcleo se convierte en un agujero negro y puede durar de unos segundos a varios minutos. Se sospechaba que los GRB cortos se originaron de la fusión de dos estrellas de neutrones, lo que también da como resultado un nuevo agujero negro, un lugar donde la atracción de la gravedad de la materia superdensa es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Hasta 2 segundos es el marco de tiempo de un GRB corto. El término estrella de neutrones se refiere al núcleo gravitacionalmente colapsado de una estrella grande; las estrellas de neutrones son las estrellas más pequeñas y densas que se conocen. Según la NASA, la materia de las estrellas de neutrones está tan apretada que una cantidad del tamaño de un cubo de azúcar pesa más de mil millones de toneladas. En noviembre de 2017, científicos de EE. UU. Y colaboraciones europeas anunciaron que habían detectado un destello de rayos X / rayos gamma que coincidió con un estallido de ondas gravitacionales, seguido por la luz visible de una nueva explosión cósmica llamada kilonova. Las ondas gravitacionales, una onda en el tejido del espacio-tiempo, se detectaron por primera vez en septiembre de 2015, un evento de letras rojas en física y astronomía que confirmó una de las principales predicciones de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein. "Una detección simultánea de rayos gamma y ondas gravitacionales desde el mismo lugar en el cielo fue un hito importante en nuestra comprensión del universo", dijo Davide Lazzati, un astrofísico teórico de la OSU College of Science. "Los rayos gamma permitieron una localización precisa de donde provenían las ondas gravitatorias, y la información combinada de la radiación gravitacional y electromagnética permite a los científicos sondear el sistema de estrellas de neutrones binario que es responsable de maneras sin precedentes". Antes de la última investigación de Lazzati, sin embargo, había sido una pregunta abierta si las ondas electromagnéticas detectadas eran "una ráfaga corta de rayos gamma, o simplemente una ráfaga corta de rayos gamma"; este último es un fenómeno diferente y más débil. En el verano de 2017, el equipo de teóricos de Lazzati había publicado un artículo que predecía que, contrariamente a las estimaciones anteriores de la comunidad astrofísica, podrían observarse estallidos cortos de rayos gamma asociados con la emisión gravitacional de la coalescencia de la estrella de neutrones binarios incluso si el estallido de rayos gamma no apunta directamente a la Tierra. "Los rayos X y gamma se colimaron, como la luz de un faro, y pueden detectarse fácilmente solo si el haz apunta hacia la Tierra", dijo Lazzati. "Las ondas gravitacionales, por otro lado, son casi isotrópicas y siempre se pueden detectar". Isotrópico se refiere a ser transmitido de manera uniforme en todas las direcciones. "Argumentamos que la interacción del jet de ráfaga corta de rayos gamma con su entorno crea una fuente secundaria de emisión llamada capullo", dijo Lazzati. "El capullo es mucho más débil que el haz principal y es indetectable si el haz principal apunta hacia nuestros instrumentos. Sin embargo, podría ser detectado por ráfagas cercanas cuyo rayo apunta fuera de nosotros ". En los meses posteriores a la detección de ondas gravitacionales de noviembre de 2017, los astrónomos continuaron observando la ubicación de la cual provenían las ondas gravitacionales. "Más radiación llegó después del estallido de rayos gamma: ondas de radio y rayos X", dijo Lazzati. "Era diferente del típico resplandor corto de GRB. Por lo general, hay una ráfaga corta, un pulso brillante, una radiación de rayos X brillante, luego se descompone con el tiempo. Este tenía un débil pulso de rayos gamma, y el resplandor era débil, se iluminó muy rápido, se mantuvo iluminado y luego se apagó ". "Pero ese comportamiento se espera cuando lo estás viendo desde un punto de observación fuera del eje, cuando no estás mirando el cañón del avión", dijo. "La observación es exactamente el comportamiento que predijimos. No hemos visto el arma homicida, no tenemos una confesión, pero la evidencia circunstancial es abrumadora. Esto está haciendo exactamente lo que esperábamos que hiciera un jet fuera del eje y es una prueba convincente de que las fusiones de estrellas de neutrones binarias y las ráfagas cortas de rayos gamma están realmente relacionadas entre sí ". Publicación: Davide Lazzati, et al., "Las observaciones tardías de Afterglow revelan un chorro relativista colimado en el ejecta de la fusión de estrellas de neutrones binarias GW170817," Physical Review Letters, 2018; doi: 10.1103 / PhysRevLett.120.241103 With a tiny help from Google