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Las quilonovas se encuentran entre las explosiones estelares más grandes y peores en el espacio

Las quilonovas se encuentran entre las explosiones estelares más grandes y peores en el espacio

Una kilonova se produce por la colisión de dos estrellas de neutrones y puede generar fuegos artificiales bastante estelares. NASA, ESA y A. Feild (STScI)

Cuando una estrella masiva se queda sin combustible y muere, puede explotar en un resplandor de gloria, explotando como una supernova.

Pero las supernovas no son las únicas grandes explosiones que existen. Introduzca la “kilonova”. Es 1000 veces más brillante que una nueva (cuando una enana blanca explota), pero no tan brillante como una supernova. Una kilonova es provocada por la colisión de dos cadáveres estelares. Estos eventos producen las explosiones electromagnéticas más poderosas del universo y son responsables de la lluvia dorada en el universo.

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Conchas de estrellas

Las estrellas de neutrones son los cuerpos estelares en cuestión. Producidos por supernovas, estas envolturas extremadamente densas se quedan atrás después del final de la vida de las estrellas masivas. Están compuestos principalmente por neutrones y tienen unos 12 kilómetros de diámetro. Pero no se deje engañar por su tamaño relativamente pequeño. Cubren la masa de una estrella entera (más masiva que nuestro Sol) en sus pequeños volúmenes y tienen fuertes campos magnéticos. Esto significa que las estrellas de neutrones se encuentran entre los objetos más extremos del universo conocido. Una cucharadita de estrella de neutrones pesa mil millones de toneladas (907 millones de toneladas).

La materia de las estrellas de neutrones no se comporta como la materia normal. Estos objetos dominados por la gravedad abruman todo lo que los componen en un estado “degenerado”. En otras palabras, las presiones son tan extremas que la mecánica cuántica es lo único que evita que su masa colapse y cree un agujero negro.

Entonces, si dos estrellas de neutrones chocaran, obviamente sería un evento increíblemente violento y destructivo. El 17 de agosto, los científicos vieron las consecuencias de esta colisión gracias al Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser (LIGO Advanced) en Estados Unidos y al Observatorio de Ondas Gravitacionales Virgin en Italia. Estos avanzados observadores de ondas gravitacionales detectaron una señal muy extraña y débil de una galaxia llamada NGC 4993, a 130 millones de años luz de distancia.

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Astronomía de mensajeros múltiples

Hasta entonces, los detectores de ondas gravitacionales solo detectaban la fusión de agujeros negros mil millones años luz de distancia, por lo que medir una señal débil a una distancia relativamente cercana fue una sorpresa. Después de analizar el detector de chirrido de ondas gravitacionales (un rápido aumento en la frecuencia cuando dos objetos masivos giran uno alrededor del otro, eventualmente chocando y fusionándose), los científicos se dieron cuenta de que la señal, llamada GW170817, no era una fusión de agujeros negros, en realidad era el fusión de dos estrellas de neutrones. Las estrellas, con masas de solo 1,1 y 1,6 soles, quedaron atrapadas en una danza gravitacional, envolviéndose y chocando.

Cuando se llevó a cabo la investigación, el Observatorio de rayos Gamma Fermi de la NASA y el Telescopio Espacial Europeo INTEGRAL también registraron un poderoso estallido de radiación gamma de NGC 4993, conocido como estallido corto de rayos gamma (GRB).

Aunque los científicos han especulado que los GRB cortos se generan por la colisión de estrellas de neutrones, esto solo pudo confirmarse con la ayuda de detectores de ondas gravitacionales. Esta es la primera vez que los científicos han medido ondas gravitacionales y ondas electromagnéticas de un solo evento cósmico, conectando un GRB a una fusión de estrellas de neutrones y abriendo una nueva forma de estudiar el universo, conocida como multi-astronomía. Mensajero. “

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Kilonova!

Las ondas gravitacionales nos ayudaron a relacionar GRB con la colisión de estrellas de neutrones, pero ¿qué creó GRB?

La fusión de estrellas de neutrones que generó GW170817 fue sin duda violenta. A medida que las dos masas giraban rápidamente una alrededor de la otra y entraban en contacto, se lanzaron al espacio enormes cantidades de material de estrella de neutrones sobrecalentado. Cuando eso sucedió, preparó el escenario para los fuegos artificiales de Kilonova.

Dado que las estrellas de neutrones están compuestas principalmente de neutrones y los neutrones son una parte fundamental (junto con los protones) de los núcleos atómicos, de repente había MUCHOS bloques subatómicos volando inmediatamente después de la caída de la estrella de neutrones. Las condiciones eran tan extremas que este entorno estaba propicio para que trozos de estrellas de neutrones radiactivos se unieran y crearan nuevos elementos. A través de un proceso llamado captura rápida de neutrones (“proceso r”), los neutrones se adhieren a los elementos recién impactados antes de que puedan desintegrarse radiactivamente. La creación de nuevos elementos generó una cantidad increíble de energía, explotando con poderosa radiación gamma, generando astrónomos GRB vistos a 130 millones de años luz de distancia.

Los estudios de seguimiento del lugar de la explosión turbulenta realizados por el Telescopio Espacial Hubble, el Observatorio Gemini y el Very Large Telescope de ESO han revelado evidencia espectroscópica del proceso r. Y esto es especial: en los remanentes de la explosión de kilonova, se sintetizaron grandes cantidades de elementos pesados, como oro, platino, plomo, uranio y plata.

Los científicos se han preguntado durante mucho tiempo cómo se crean los elementos más pesados ​​que el hierro en nuestro universo (los elementos más ligeros que el hierro se crean a través de la nucleosíntesis estelar en el corazón de las estrellas), pero ahora tenemos evidencia observacional de que estos quilonovas cataclísmicos también son fundiciones cósmicas. y lo más valioso: los elementos se siembran.

Nota del editor: Este artículo fue corregido el 20 de octubre, para corregir una inexactitud introducida por el editor, distorsionando el brillo de las quilonovas. Las supernovas son, de hecho, las más brillantes, seguidas de kilonova y new, respectivamente.

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