La potente colisión estelar hizo temblar el espacio-tiempo.

Las estrellas de neutrones son los núcleos sobrevivientes «compactados con basura» de estrellas masivas que explotaron. Pesando más que nuestro Sol, cabrían dentro de la ciudad de Nueva York. Con esta densidad inimaginable, una cucharadita de material de la superficie pesaría al menos 4 mil millones de toneladas en la Tierra.

Si eso no asombra tu imaginación, solo piensa en lo que sucede cuando dos de estas balas de cañón cósmicas chocan de frente. Ondulan el tejido mismo del tiempo y el espacio en un fenómeno llamado ondas gravitacionales, que pueden medirse con detectores aquí en la Tierra.

El evento explosivo, llamado GW170817, se observó en agosto de 2017. Liberó una energía comparable a la de una explosión de supernova y expulsó un chorro de radiación a casi la velocidad de la luz, golpeando el material que rodeaba al par destruido y colapsado en un agujero negro.

Como una pizza de 12 pulgadas

Hubble echó un vistazo a la escena del «accidente» dos días después. Los astrónomos usaron el telescopio para medir el movimiento de una masa de material contra la que se estrelló el chorro cuando salió disparado del lugar de la explosión.

«La increíble precisión necesaria para esto fue equivalente a medir el diámetro de una pizza de 12 pulgadas colocada en la Luna vista desde la Tierra», dijo Kunal P. Mooley de Caltech en Pasadena, California, autor principal de un artículo que se publicará en la revista Nature este 13 de octubre. «Fue un hito importante en la investigación en curso de las colisiones de estrellas de neutrones que siguen sonando en todo el universo».

Movimiento propio de GW170817. Crédito: K. Mooley et al.

Si bien el evento tuvo lugar en 2017, los científicos tardaron varios años en encontrar una forma de analizar los datos del Hubble para pintar una imagen completa. Por ejemplo, la observación del telescopio espacial se combinó con datos del satélite Gaia de la ESA y observaciones de múltiples radiotelescopios de la Fundación Nacional de Ciencias trabajando juntos para interferometría de línea de base muy larga (VLBI).

«Se necesitaron meses de análisis cuidadoso de los datos para realizar esta medición», detalló Jay Anderson, del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland.

Las primeras mediciones mostraron que el chorro se movió a una velocidad aparente de siete veces la velocidad de la luz para luego desacelerar a una velocidad aparente cuatro veces más rápida que la velocidad de la luz.

Ilusión

Pero como bien sabemos, nada puede superar la velocidad de la luz, por lo que este movimiento «superlumínico» es una ilusión. Debido a que el chorro se acerca a la Tierra casi a la velocidad de la luz, la luz que emite en un momento posterior tiene una distancia más corta por recorrer. En esencia, el chorro está persiguiendo su propia luz. En realidad ha pasado más tiempo entre la emisión de la luz del chorro de lo que piensa el observador. Esto hace que se sobreestime la velocidad del objeto —en este caso aparentemente superando la velocidad de la luz—.

«Nuestro resultado indica que el chorro se movía al menos al 99,97 % de la velocidad de la luz cuando salió disparado», dijo Wenbin Lu de la Universidad de California, Berkeley.

Esquema de los parámetros geométricos derivados para GW170817. Crédito: K. Mooley et al.

Las mediciones del Hubble, combinadas con las mediciones del VLBI, fortalecen en gran medida la supuesta conexión entre las fusiones de estrellas de neutrones y los estallidos de rayos gamma de corta duración. Esa conexión requiere que emerja un chorro de movimiento rápido, que ahora se ha medido en GW170817.

Este trabajo allana el camino para estudios más precisos de fusiones de estrellas de neutrones, detectadas por los observatorios de ondas gravitacionales LIGO, Virgo y KAGRA. Con una muestra lo suficientemente grande en los próximos años, las observaciones relativistas del chorro podrían proporcionar otra línea de investigación para medir la tasa de expansión del universo, asociada con un número conocido como la constante de Hubble.

Fuente: NASA. Edición: MP.