Detectada la mayor colisión estelar del universo

EL PAÍS MATERIA
Nuño Domínguez

El experimento LIGO capta ondas gravitacionales producidas por la fusión de dos astros de extrema densidad.

Representación de la fusión de dos estrellas de neutrones captada por el detector LIGO. LIGO

Uno de los instrumentos científicos más precisos que se han construido jamás detectó el pasado 25 de abril una ínfima deformación del espacio-tiempo. Los dos rayos de luz láser del detector LIGO, en EE UU, se desplazaron una distancia menor que la milésima parte del tamaño de un protón. Tras meses de análisis, los responsables del experimento acaban de anunciar que la señal era una onda gravitacional producida por uno de los fenómenos más violentos del universo: la fusión de dos estrellas de neutrones.

Todo sucedió a una distancia de 500 millones de años luz de la Tierra o, lo que es lo mismo, hace 500 millones de años, cuando los primeros animales —milpiés del tamaño de un dedo— comenzaban a moverse por nuestro planeta. Cuando las estrellas más grandes que el Sol agotan todo su combustible, explotan en potentes supernovas. Las capas externas de la estrella salen despedidas esparciendo por el universo elementos químicos esenciales para la vida. Mientras, la corteza interior del astro se desploma sobre sí misma y los protones y los electrones se aplastan unos contra otros hasta convertirse en neutrones. La estrella queda transformada en una esfera que concentra más masa que el Sol, pero que tiene apenas un diámetro de 10 kilómetros. Cada cucharadita de estrella de neutrones pesa más de mil millones de toneladas.

“Lo más sorprendente de esta fusión es que se trate de estrellas tan masivas, de hecho es la mayor que hemos observado hasta ahora”, explica Alicia Sintes, investigadora principal del grupo de LIGO en la Universitat de les Illes Balears.

Los fenómenos más violentos del cosmos producen ondas gravitacionales que se expanden a la velocidad de la luz en todas direcciones como las ondas de un estanque al tirar una piedra. La intensidad de estas ondas al llegar a la Tierra es ínfima, pero suficiente para estimar qué fenómeno las produjo. Según las señales captadas por LIGO, en esta ocasión se trata de dos estrellas de neutrones con una masa aproximada de 1,5 y 1,7 veces la del Sol que formaban un sistema estelar binario. "Tras su fusión, lo más probable es que hayan formado un agujero negro de más de tres masas solares", comenta Sintes. Estos objetos concentran tanta masa y densidad que nada puede escapar a su fuerza de gravedad, ni siquiera la luz, por eso no se les puede ver con telescopios convencionales. La observación se hizo con el detector de LIGO en Livingston (EE UU) y su localización en el cielo se afinó gracias a la participación del detector de ondas gravitacionales europeo Virgo. Los resultados se han publicado en la página web de LIGO y han sido enviados a una revista científica.

Sucedió a una distancia de 500 millones de años luz de la Tierra o, lo que es lo mismo, hace 500 millones de años, cuando los primeros animales —milpiés del tamaño de un dedo— comenzaban a moverse por nuestro planeta

“La composición interna de las estrellas de neutrones sigue siendo muy desconocida. Es posible que estén hechas solo de neutrones, pero también podría ser materia mucho más exótica, como quarks en estado libre. A medida que vayamos detectando más eventos como este con detectores de ondas gravitacionales vamos a poder mirar dentro de estas estrellas y saber de qué están hechas realmente”, resalta Sintes. Los resultados serán publicados en Astrophysical Journal Letters.

En 2017, por primera vez en la historia, se pudieron captar luz y ondas gravitacionales causadas por una fusión de dos estrellas de neutrones ligeramente más pequeñas que las detectadas ahora, lo que supuso un hito en astronomía pues permite observar un mismo fenómeno con luz y ondas gravitacionales. Ese mismo año los padres de LIGO, Rainer Weiss, Barry Barish y Kip Thorne, ganaron el Nobel de Física por su trabajo en este detector.

En esta ocasión solo se han detectado ondas, y solo se ha hecho desde uno de los dos detectores de LIGO, con lo que la precisión de las medidas no es tan alta y hay una pequeña posibilidad de que la fusión no haya sido entre estrellas de neutrones, sino entre agujeros negros de muy pequeño tamaño.

LIGO tiene previsto funcionar hasta mayo de 2020. Después comenzará una fase de renovación y perfeccionamiento de los detectores que durará un año aproximadamente. También Virgo y otros grandes detectores pararán este año con el mismo objetivo, explica Sintes. “En cierto modo vamos a estar ciegos ante este tipo de eventos; solo seremos capaces de captar los más potentes, ya que el detector GEO600 [en Alemania], con menos sensibilidad, seguirá operativo”, detalla.