¿Cuál es la diferencia entre la colisión del “agujero negro” reciente y la colisión de la estrella de neutrones (fusión de la estrella de neutrones GW170817)?

La colisión del agujero negro que has originado es uno de los mayores descubrimientos hasta ahora en este siglo, allá arriba con el Bosón de Higgs. No es solo una simple observación de ondas gravitacionales, sino múltiples descubrimientos en uno, incluida la primera observación directa de un agujero negro. Como los agujeros negros, por su naturaleza, no emiten luz, no podemos observarlos por medios convencionales.

Desde entonces, ha habido algunas observaciones de ondas gravitacionales más de agujeros negros, pero la primera es la más importante, ya que demostró que es posible y que las ondas gravitacionales realmente existen. Uno de mis profesores, Alberto Vecchio, siempre habla sobre el primer descubrimiento con una sensación de alivio, ya que cuando comenzó su carrera en ondas gravitacionales hace 25/30 años, algunas personas pensaron que estaba loco por comprometerse con un campo que nunca podría existir. Pero de la noche a la mañana, la profesión de “Astrónomo de Ondas Gravitacionales” pasó de ser la mentira más genial del mundo a una verdadera carrera.

La nueva observación de la fusión de estrellas de neutrones es importante por diferentes razones. Aunque ya hemos detectado ondas gravitacionales, esta es la primera vez que se han detectado en estrellas de neutrones. ¿Por qué es esto interesante? Bueno, porque ahora también se ha confirmado que las fusiones de estrellas de neutrones emiten luz en forma de estallidos de rayos gamma. Esto es útil ya que ahora otros observatorios alrededor de la Tierra también pueden realizar mediciones, particularmente en la luz remanente de la colisión. También hay elementos pesados ​​formados en la kilonova, algunos de los cuales no se cree que se hagan de otra manera.

La diferencia proviene de las diferencias entre un agujero negro y una estrella de neutrones.

En primer lugar, un poco de fondo, un agujero negro es una región de masa increíblemente densa, que conduce a una singularidad y a la creación de un horizonte de sucesos más allá del cual no puede volver la luz.

Una estrella de neutrones también es increíblemente densa, generalmente con masas un poco más grandes que el sol, pero de aproximadamente 20 a 30 km de diámetro. Esta densidad crea una estrella casi completamente hecha de neutrones.

Entonces, la primera gran diferencia es la masa de los eventos. La masa combinada del evento del agujero negro fue aproximadamente 20 veces mayor que la reciente colisión de estrellas de neutrones. Esto es importante ya que reduce la salida de potencia en ondas gravitacionales, haciéndolas más difíciles de detectar pero también ralentizando la degradación de la órbita, esto significa que en lugar de unos segundos de detección como hemos visto en el pasado, la última observación fue capaz para ver 100 segundos del evento dentro del rango de frecuencia de LIGO / VIRGO.

La verdadera emoción de esta observación proviene de la segunda diferencia, las estrellas de neutrones están hechas de materia. A diferencia de las fusiones de agujeros negros, en la colisión de la estrella de neutrones hubo una gran cantidad de materia “suelta” que colisionó cerca de la velocidad de la luz. La abundancia de materia que interactúa conduce a todo un rango de otras señales que esperamos ver; un destello en rayos gamma a lo largo de dos haces; un resplandor posterior en la luz óptica como elementos pesados ​​producidos en la descomposición de la colisión; y resplandores posteriores en rayos X y radio cuando la materia acelerada impacta el entorno interestelar circundante.

Se observaron todas estas señales electromagnéticas adicionales , puede pensar en este avance como pasar de películas mudas a películas con sonido. Antes solo usábamos la luz para obtener imágenes, ahora con ondas gravitacionales tenemos el audio. Esto da acceso a una gran cantidad de información mayor que la suma de las dos partes. Por ejemplo, las explosiones de rayos gamma de corta duración se han observado muchas veces, sin embargo, con la ayuda de LIGO / VIRGO, ahora podemos confirmar que su origen fue una fusión de estrellas de neutrones.

Entonces, la principal diferencia es que las estrellas de neutrones son desordenadas, pero ese desorden permite que el evento se observe de muchas maneras.

Gracias a este evento, ahora podemos presentar oficialmente un nuevo campo, la astronomía multi-mensajero.