Un equipo gallego participa en la detección de la mayor colisión estelar del universo

Es uno de los fenómenos más violentos del universo. La colisión de dos estrellas de neutrones, los astros más densos del universo originados tras la explosión de estrellas gigantes en forma de supernovas, aunque no emiten luz, provocaron una ondulación en el tejido espacio-tiempo, una especie de susurro del universo incipiente predicho por Einstein hace más de cien años.

Ocurrió hace 500 millones de años y la señal del gigantesco estallido cósmico fue detectada en la Tierra en forma de ondas gravitacionales el pasado 25 de abril por los dos observatorios Ligo, en Estados Unidos, y por el europeo Virgo. Sus rayos de luz láser apenas se desplazaron a una distancia mil veces más pequeña de la distancia de un protón. Un movimiento ínfimo pero suficiente para que, ocho meses después, la comunidad científica mundial haya confirmado después de todo tipo de análisis lo que ya se ha convertido en la segunda detección de ondas gravitacionales generada por la explosión de dos estrellas de neutrones.Con anterioridad se habían detectado otras ondulaciones en el espacio-tiempo originadas por la fusión de agujeros negros. La primera se detectó el 14 de septiembre del 2015, lo que le valió el Premio Nobel de Física a los tres pioneros en la búsqueda de estas señales, que retrotraen a los primeros ecos del universo.

En el nuevo hallazgo ha participado un equipo del Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (Igfae) de la Universidade de Santiago, que participa en la colaboración científica Ligo. La masa del sistema binario que causó este evento, denominado GW190425, es unas 3,4 veces mayor que la del Sol, una cantidad superior a la esperada. Y aquí es donde surge el misterio, ya que es mayor que la fusión de dos estrellas de neutrones detectada en el 2017 y que dejó también su huella en forma de ondas gravitacionales.

«Esta segunda detección es más misteriosa que la primera por su elevada masa total, que no concuerda con los sistemas binarios de estrellas de neutrones detectadas por radiotelescopios en nuestra galaxia», explica Thomas Dent, coordinador de Ligo en el Igfae de la Universidade de Santiago.

«La masa total es mayor que la de cualquier sistema binario formado por dos estrellas de neutrones (BNS) conocido, y esto tiene implicaciones astrofísicas interesantes sobre la formación de este sistema», confirma Jo van den Brand, portavoz de la Colaboración Virgo y profesor en la Universidad de Maa­­­stricht. «Es sorprendente que la masa combinada de este sistema binario sea mucho mayor que la esperada», añade Ben Farr, un miembro del equipo de Ligo de la Universidad de Oregon, en Estados Unidos.

La fuente que originó GW190425 se encuentra a una distancia de 500 millones de años luz de la Tierra y está localizada en el cielo en un área unas 200 veces mayor que la proporcinada para el sistema binario observado por Ligo y Virgo en el 2017. Esto se debe a que la señal GW190425 fue detectada únicamente con una relación señal-ruido elevada por uno de los detectores de LIGO, el de Livingston (Luisiana). En ese instante, el otro, el de Hanford, estaba temporalmente no operativo, y la señal reconstruida en Virgo era débil debido a la diferencia en sensibilidad con respecto a LIGO-Livingston, y también por la probable dirección de origen de la señal, una región del cielo en la que Virgo tiene menos sensibilidad en el momento de recepción de la señal.

Esta menor precisión en la localización en el cielo hace muy complicado buscar contrapartidas (señales electromagnéticas, neutrinos o partículas cargadas). De hecho, a diferencia de GW170817, la primera detección de ondas gravitacionales a partir de la fusión de dos estrellas de neutrones, no se ha encontrado ninguna contrapartida hasta la fecha. Sin embargo, los datos de Virgo han sido usados posteriormente para mejorar la caracterización del sistema astrofísico

El equipo gallego tiene en la actualidad un papel destacado en la coordinación del análisis de poblaciones de fusiones de sistemas binarios, con el objetivo de entender mejor el origen de este tipo de sucesos. También contribuye a la mejora de la sensibilidad «de los algoritmos de búsqueda para aumentar la probabilidad de detectar más fusiones de estrellas de neutrones», según apunta Thomas Dent.