El Nobel de Física este año se entregó a los creadores del detector LIGO, que en 2016 permitió captar, por primera vez, ondas gravitacionales: oscilaciones del espacio tiempo predichas por la relatividad. Fueron producidas por el choque de dos hoyos negros que, al fundirse, hicieron temblar el tejido del cosmos como una gelatina.
Pues bien: el pasado 16 de octubre la comunidad astronómica anunció que el 17 de agosto habían detectado un nuevo evento cósmico que emitió ondas gravitacionales intensas durante 100 segundos. Gracias a que se tienen detectores en tres puntos, los dos LIGO en Estados Unidos y el Virgo, en Italia, se logró triangular la región del espacio de donde provenían.
Segundos después el telescopio espacial Fermi de la NASA detectó una “emisión de rayos gamma”, un tipo de evento cuyo origen era incierto hasta ahora. Inmediatamente, astrónomos en todo el mundo dirigieron sus telescopios de distintos tipos al cielo. 12 horas más tarde detectaron luz visible e infrarroja proveniente del mismo punto, a 130 millones de años luz, en la constelación de Hidra, y una semana después, rayos X y ondas de radio.
Dedujeron así que la causa del evento fue el choque de dos estrellas de neutrones que giraban una alrededor de la otra. Al fundirse, emitieron ondas gravitacionales y radiación electromagnética —luz visible, rayos gamma, X e infrarrojos, y ondas de radio—, además de cantidades enormes de elementos químicos pesados recién formados, como oro, plata, platino, uranio y otros.
Desde los 80, Carl Sagan nos había enseñado que “estamos hechos de materia estelar”: los átomos que constituyen el universo fueron “cocinados” en estrellas usando hidrógeno y helio, que fueron creados en el Big bang. A partir de ellos, las estrellas, gracias a las reacciones termonucleares que las hacen brillar, producen otros elementos más pesados como carbono, oxígeno y muchos otros. Pero los elementos más pesados solo se producen cuando las estrellas grandes, al acabarse el combustible que las mantiene en equilibrio, se contraen por su propia gravedad, y luego explotan para convertirse en supernovas; estos elementos pesados son entonces expulsados al espacio.
El remanente de estas explosiones es a veces, dependiendo de la masa de la estrella que explota, una estrella de neutrones: una esfera de unos 20 kilómetros de diámetro formada casi exclusivamente por neutrones, con una densidad inimaginable: puede pesar el doble que el Sol.
El evento detectado el 17 de agosto, además de producir ondas gravitacionales y electromagnéticas, mostró que la principal fuente de elementos químicos pesados no son, como se pensaba, las supernovas, sino los choques de estrellas de neutrones, o kilonovas. Se calcula que la kilonova de agosto produjo una cantidad de oro equivalente a 10 veces la masa de la Tierra. Además, ayuda a precisar a qué velocidad se expande el universo y a resolver el misterio del origen de las emisiones de rayos gamma, entre otros importantísimos avances.
Cuando se descubrieron las ondas gravitacionales se dijo que los astrónomos tenían una nueva “ventana” disponible para estudiar el universo. Hoy esta herramienta comienza a dar resultados de gran riqueza, y confirma que el Nobel de Física 2017 no pudo haber sido más acertado.
Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
