Chandra investiga un misterio de rayos X de la épica kilonova

Por primera vez, los astrónomos están estudiando las consecuencias de un estallido épico de energía que ocurre cuando dos estrellas de neutrones chocan y se fusionan. La NASA ha utilizado el Observatorio de rayos X Chandra para observar la kilonova GW170817, y las observaciones han planteado algunas preguntas inesperadas.

Las estrellas de neutrones son algunos de los objetos más densos del universo, y cuando chocan es con tal fuerza que crean ondas en el espacio-tiempo, llamadas ondas gravitacionales. Estas ondas gravitacionales se detectaron por primera vez en 2017, en una señal denominada GW170817. Incluso cuatro años después, los astrónomos pudieron ver los efectos secundarios de este evento en la longitud de onda de los rayos X. «Hemos entrado en un territorio desconocido aquí al estudiar las consecuencias de una fusión de estrellas de neutrones», dijo Aprajita Hajela, autora principal de la nueva investigación, en un comunicado.declaración.

La concepción de un artista ilustra las secuelas de una kilonova.
La concepción de un artista ilustra las consecuencias de una «kilonova», un poderoso evento que ocurre cuando dos estrellas de neutrones se fusionan. Rayos X: NASA/CXC/Northwestern Univ./A. Hajela et al.; Ilustración: NASA/CXC/M.Weiss

Sin embargo, había algo extraño en las lecturas de rayos X de este evento. Cuando se detectó la fusión por primera vez, Chandra se movió rápidamente para observar a la pareja pero, a pesar del estallido épico de luz visible e infrarroja de la colisión, no se observaron rayos X. Pero cuando Chandra miró de nuevo, nueve días después, encontró radiografías.

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Los investigadores creen que esto podría haber sucedido porque la colisión provocó chorros de rayos X que se dispararon en diferentes ángulos, razón por la cual Chandra no los vio al principio porque apuntaban lejos de la Tierra. Con el tiempo, los chorros disminuyeron su velocidad y se ampliaron hasta hacerse visibles. Otro hallazgo extraño fue que los rayos X se habían vuelto más débiles desde 2018, pero en marzo de 2022 eso se detuvo y los rayos X permanecieron con el mismo brillo. Eso hace que los investigadores piensen que los chorros no son la única fuente de rayos X de la fusión.

«El hecho de que los rayos X dejaran de desvanecerse rápidamente fue nuestra mejor evidencia hasta ahora de que se está detectando algo además de un chorro en los rayos X de esta fuente», dijo la coautora Raffaella Margutti de la Universidad de California en Berkeley. «Parece que se necesita una fuente completamente diferente de rayos X para explicar lo que estamos viendo».

Hay dos posibles explicaciones para esto. Cualquiera de los escombros de la fusión se había expandido hasta el punto de crear una onda de choque, como un estampido sónico. O podría ser que la fusión haya creado un nuevo agujero negro y las emisiones provengan del material que cae en este agujero negro. Para saber cuál de estos es correcto, los investigadores seguirán observando tanto los rayos X como las ondas de radio de la fuente.

«Esta sería la primera vez que vemos un resplandor posterior de kilonova o la primera vez que vemos material cayendo en un agujero negro después de una fusión de estrellas de neutrones», dijo el coautor Joe Bright, también de la Universidad de California en Berkeley. “Cualquier resultado sería extremadamente emocionante”.

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