Estrellas muertas atrapadas colisionando

Las señales infrarrojas de corta duración podrían ser de dos estrellas de neutrones que se estrellan juntas.

estrellas de neutrones en colisión

La concepción de este artista retrata dos estrellas de neutrones en el momento de la colisión. Nuevas observaciones confirman que las estrellas de neutrones en colisión probablemente producen ráfagas cortas de rayos gamma.

Dana Berry / SkyWorks Digital, Inc.

Si bien los astrónomos no han encontrado una pistola humeante para la violenta colisión de dos estrellas de neutrones, dos nuevos estudios seguramente contienen un fuerte olor a pólvora.

La fusión de estrellas de neutrones es un hipotético culpable de ciertos destellos brillantes pero breves de alta energía que aparecen en el cielo de forma regular. Las explosiones de rayos gamma (GRB) son la señal de chorros potentes y se dividen en dos categorías: largas y cortas. Los GRB largos duran más de 2 segundos y probablemente son creados por estrellas masivas cuando colapsan para formar agujeros negros. Se cree que los GRB cortos se disparan durante la fusión de dos estrellas de neutrones, o una estrella de neutrones y un agujero negro.

Las fusiones no serían un asunto elegante. Mientras dos estrellas de neutrones entran en espiral para su aproximación final, estarían cubriendo unos 50 kilómetros cada milisegundo, dice Daniel Kasen (Universidad de California, Berkeley y Lawrence Berkeley National Laboratory). `` Eso es como un paseo de carnaval que te lleva alrededor de la ciudad de Berkeley 1, 000 veces por segundo '', agrega. La fuerza arrancaría el material de las superficies de las estrellas y lo arrojaría al espacio, donde podría unirse con más cosas expulsadas por un viento caliente que sopla el objeto fusionado. Los desechos deberían ser una mezcla de metales pesados ​​(como oro y platino) y desechos radiactivos, dice.

La radiactividad debería causar un tenue resplandor conocido como kilonova . Recientemente, Kasen y Jennifer Barnes (mismas afiliaciones) determinaron que este resplandor debería aparecer más en el infrarrojo cercano que en el óptico, donde los astrónomos habían estado buscando.

Cuando la nave espacial Swift de la NASA detectó el breve estallido GRB 130603B el 3 de junio de este año, dos equipos se propusieron encontrar la kilonova teorizada. Utilizando las mismas observaciones del telescopio espacial Hubble tomadas aproximadamente nueve días después del estallido, Edo Berger (Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica) y sus colegas y Nial Tanvir (Universidad de Leicester, Reino Unido) y sus colegas encontraron de forma independiente una fuente de infrarrojo cercano donde GRB se fue. Si la emisión infrarroja fue solo del resplandor posterior de la explosión, debería haberse desvanecido antes de eso.

El equipo de Tanvir también tomó una segunda serie de observaciones del Hubble aproximadamente 30 días después del estallido, cuando la kilonova debería haberse desvanecido. Efectivamente, se había ido.

Aunque es posible que la señal observada fuera solo el resplandor regular de la ráfaga, eso requeriría que la ráfaga haya cambiado su comportamiento de desvanecimiento en algún momento, no es muy probable. La explicación más simple es que el Hubble realmente captó la firma de una kilonova.

"Si esta interpretación es correcta, finalmente hemos sido testigos de cuántos elementos pesados ​​del universo se crearon, lo que sería muy emocionante", dice Kasen.

Si bien hay algunas alternativas concebibles, estas tendrían que ser bastante inusuales para explicar el brillo infrarrojo. "Sin duda sería una sorpresa si resultara ser otra cosa", dice Tanvir.

Referencias
E. Berger y col. ¿Pistola humeante o ascuas humeantes? Un posible proceso R Kilonova asociado con el GRB corto-duro 130603B ”. Publicado en arXiv el 17 de junio de 2013.

NR Tanvir y col. "Una 'kilonova' asociada con la explosión de rayos gamma de corta duración GRB 130603B". Nature, publicado en línea el 3 de agosto de 2013.