Las ondas gravitacionales permiten constatar que el oro viene de las estrellas

Setenta telescopios participan con los laboratorios LIGO en la primera detección de una fusión de estrellas de neutrones - "Hemos alumbrado una nueva ciencia", dice el investigador Barry Barish

17.10.2017 | 12:46
Imagen virtual sobre la colisión de dos estrellas de neutrones.

Setenta telescopios de todo el mundo han detectado por primera vez la fusión de dos estrellas de neutrones, un fenómeno que han descubierto gracias a la detección de ondas gravitacionales y destellos de luz. Un hallazgo, dirigido por el proyecto de laboratorios LIGO que este viernes recibe el premio Princesa de Asturias de Investigación, que no solo amplía el modo de observar el universo sino que permite demostrar que metales pesados como el oro o el platino ya estaban presentes en el universo hace miles de millones de años. "Hemos alumbrado una nueva ciencia a partir de la observación de este evento", sostiene el científico Barry Barish que ayer llegó a España, junto a Rainer Weiss, para recoger el premio Princesa de Asturias

Una actuación coordinada a nivel internacional ha permitido captar, por vez primera, tanto las ondas gravitacionales como los destellos de luz y radiación emitidos por la fusión de dos estrellas de neutrones. Un hallazgo que inaugura la observación multimensajero, que complementa la captación de las ondas gravitacionales con la observación tradicional a través de telescopios, y que ya ha permitido constatar otras teorías, singularmente la que conecta estos eventos astronómicos masivos con la dispersión por el universo de metales pesados como el oro o el platino. "Este antiguo reloj de mi abuelo está compuesto por oro que posiblemente fue creado hace miles de millones de años. ¡Es un descubrimiento asombroso!", destacó Dave Reitze, director ejecutivo de LIGO, en la conferencia simultánea, emitida a través de internet desde Estados Unidos y Alemania, en la que se anunció el descubrimiento. Un hallazgo fruto de un esfuerzo internacional liderado por la cooperación científica LIGO, galardonada con el premio Princesa de Asturias Investigación Científica y Técnica y con el premio Nobel de Física, y en el que colaboraron otras setenta instituciones de todo el mundo.

Las ondas gravitacionales son perturbaciones en el espacio-tiempo producidas por los cuerpos masivos acelerados, como pueden ser las supernovas o la colisión de dos agujeros negros. Los astrónomos suelen explicar el fenómeno aludiendo a las ondas que ocasiona una piedra arrojada en un estanque. Estas ondas gravitacionales habían sido predichas por Einstein en 1916, pero no fue hasta hace dos años que el Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO, en sus siglas en inglés) demostró su existencia, al recoger las ondas causadas por la colisión de dos agujeros negros.

El fenómeno revelado ayer es diferente: se trata de la colisión de dos estrellas de neutrones, que además de ondas gravitacionales emite luz y radiación. La captación se produjo el pasado 17 de agosto. Las ondas gravitacionales del fenómeno fueron registradas por los laboratorios LIGO y Virgo construidos en Estados Unidos e Italia, respectivamente. Eran las 14.41 hora peninsular. Pero además, varios observatorios astronómicos de las agencias espaciales de Estados Unidos (NASA) y Europa (ESA) detectaron un estallido corto de rayos gamma casi al mismo tiempo. En concreto, el destello fue detectado dos segundos después de que se captasen las ondas gravitacionales.

A medida que el día avanzaba, otros observatorios de todo el globo, hasta un total de setenta, fueron completando la captura de datos, aprovechando la rotación terrestre. Esto permitió ubicar el origen de las ondas en la galaxia NGC 4993, ubicada en la constelación de Hydra. Esto es: a 130 millones de años luz de la Tierra. También hacer una estimación del momento en el que se habría producido la fusión de las dos estrellas de neutrones: se cree que pudo producirse hace 10.000 millones de años terrestres.

El descubrimiento se hacía público, a través de una doble conferencia de prensa en Alemania y Estados Unidos, al mismo tiempo que el físico experimental Barry Barish (Omaha, Estados Unidos, 1936), uno de los impulsores de la cooperación científica LIGO, aterrizaba en España. Barish es uno de los tres científicos a los que se ha concedido expresamente el premio Nobel, junto a Rainer Weiss y Kip Thorne. Los tres recogerán, este viernes, el premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica. Profesor emérito del Instituto de Tecnología de California, Barish llegó a Oviedo a las 18.45 horas, en compañía de su mujer. Tras ser recibido por la directora de la Fundación, Teresa Sanjurjo, el físico norteamericano realizó una valoración del hallazgo anunciado poco antes. "Hemos alumbrado una nueva ciencia a partir de la observación de este evento", afirmó Barish, reivindicando además los rápidos avances de la astronomía de ondas gravitacionales inaugurada con la cooperación LIGO.

"Sólo hace dos años que captamos las primeras ondas gravitacionales, y ahora hemos visto el mismo fenómeno a través de telescopios. Algo muy vibrante que está pasando en nuestro universo", reflexiona Barish. Y es que esta experiencia ha desterrado las dudas sobre la convivencia de la astronomía de ondas gravitacionales y la tradicional, asentada sobre la observación del cosmos a través de telescopios.

El investigador científico y divulgador Amador Menéndez Velázquez anticipaba el hallazgo este fin de semana, explicando además por qué las primeras detecciones de LIGO se referían a colisiones de agujeros negros, pese a que hay muchas más estrellas de neutrones en el universo. "Las estrellas de neutrones tienen aproximadamente tres veces la masa del Sol, pero los agujeros negros pueden llegar a tener hasta treinta veces la masa del Sol. El choque de masas menores conlleva ondas gravitacionales menores y por ello más difíciles de detectar. En realidad las estrellas de neutrones tienen que estar aproximadamente diez veces más cerca de nosotros que los agujeros negros para que LIGO o Virgo puedan detectar sus colisiones", afirmaba.

La diferencia de masa explica, pues, por qué las primeras detecciones de LIGO, hasta cuatro en dos años, se referían exclusivamente a la colisión de dos agujeros negros. Barish incidía ayer, a su llegada a Asturias, en esta cuestión de la masa, trazando una expresiva comparativa: "Una estrella de neutrones es más masiva que nuestro Sol, pero no mucho mayor que Asturias. Por lo que es una materia muy densa".

El problema es que los agujeros negros, por su propia naturaleza, no emiten luz. Esto había impedido complementar las detecciones de LIGO con otros instrumentos. Pero las estrellas de neutrones sí lo hacen, además de que expulsan radiación gamma y, como se ha podido constatar, metales más pesados que el hierro, caso del oro y el platino. De ahí que haya sido precisamente con la fusión de dos estrellas de neutrones que se haya podido inaugurar la astronomía multimensajero, que anuncia un tiempo nuevo en la observación y el estudio del universo. "Hay ocasiones excepcionales en las que, quienes nos dedicamos a la ciencia, tenemos la oportunidad de presenciar el principio de una nueva era. Esta es una de ellas", sentencia Elena Pian, astrónoma del Instituto Nacional de Astrofísica de Bolonia.

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