ESA–C.Carreau

Integral establece los límites sobre la emisón de rayos gamma procedentes de la fusión de agujeros negros

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El satélite Integral de la ESA, que se ha unido a la campaña de seguimiento de la primera observación de ondas gravitatorias, no ha detectado emisión de rayos gamma, tal y como se esperaba de la fusión de dos agujeros negros estelares.

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ESA / El 14 de septiembre de 2015, los dos detectores del Observatorio de interferometría láser de ondas gravitatorias (LIGO) observaron fluctuaciones en el tejido del espacio-tiempo, es decir, ondas gravitatorias, que eran producidas por dos agujeros negros fusionándose en uno único. El descubrimiento, anunciado por la colaboración científica LIGO (que incluye a la colaboración GEO) y la colaboración Virgo el pasado mes de febrero, fue la primera confirmación directa de la existencia de ondas gravitatorias que ya predijo Albert Einstein hace un siglo.

Las ondas gravitatorias son liberadas por cuerpos masivos acelerados, especialmente por la coalescencia de densos restos estelares como estrellas de neutrones o agujeros negros

Dos días después de detectar la señal, los científicos alertaron a un gran número de instalaciones astronómicas que operan tanto en la superficie terrestre como en el espacio para iniciaran la búsqueda de posibles homólogos al foco de procedencia de las ondas gravitatorias. Dado que en ese momento, la naturaleza de este foco de procedencia seguía siendo incierta, realizar un seguimiento con observaciones a lo largo del espectro electromagnético podía proporcionar información útil para identificar la causa.

Las ondas gravitatorias son liberadas por cuerpos masivos acelerados, especialmente por la coalescencia de densos restos estelares como estrellas de neutrones o agujeros negros. Si bien es poco probable que la fusión de dos agujeros negros de masa estelar emitiera también luz en cualquier longitud de onda, la presencia de una o dos estrellas de neutrones en el proceso dejaría una marca característica que podría observarse a lo largo del espectro electromagnético. Por otro lado, las ondas gravitatorias pueden producirse a causa de la explosión asimétrica de una supernova, fenómeno que también se conoce por emitir luz a diversas longitudes de onda.

No fue posible detallar la ubicación de su nacimiento en el cielo con dos detectores de ondas gravitatorias funcionando de forma simultánea, sino que únicamente se logró identificar una extensa franja donde podría encontrarse.

Se solicitó a los observatorios astronómicos que participaban en la campaña de seguimiento que explorasen sus archivos, por si la información hubiera sido recopilada casualmente en zonas del cielo ubicadas dentro de esta franja en la época de la detección de ondas gravitatorias. Asimismo, se les invitó a dirigir sus telescopios a esta zona del cielo en busca de una posible luminiscencia residual.

Un equipo de científicos analizó los datos recopilados por INTEGRAL en busca de señales que indicaran un estallido repentino de rayos X duros o rayos gamma que pudieran haber aparecido a causa de la liberación de ondas gravitatorias.

Únicamente se logró identificar una extensa franja donde podría encontrarse

“Buscamos en todos los datos disponibles de INTEGRAL, pero no encontramos ningún indicador de emisiones elevadas de energía asociadas a la detección de LIGO”, declara Volodymyr Savchenko del François Arago Centre de Paris, France. Volodymyr es el autor principal del artículo que revela los resultados y que se publica hoy en Astrophysical Journal Letters.

Los científicos analizaron los datos del Anti-Coincidence Shield del instrumento SPI de INTEGRAL, cuya función es, por un lado, proteger el instrumento de la radiación y las partículas procedentes de direcciones diferentes del cambio de visión al que apunta y, por otro, detectar fuentes transitorias de rayos gamma. Como tal, este instrumento está operativo de forma prácticamente constante y es capaz de detectar estallidos inesperados casi en todo el cielo.

El equipo también analizó datos del IBIS, otro instrumento de INTEGRAL que apuntaba, en cambio, a una dirección diferente de la franja del cielo en la que podría encontrarse el nacimiento de las ondas gravitatorias.

“El foco detectado por LIGO liberaba una amplia cantidad de energía en forma de ondas gravitatorias y los límites establecidos por los datos de INTEGRAL en una posible emisión simultánea de rayos gamma son un millón de veces inferiores a dicha cantidad”, señala el coautor Carlo Ferrigno del Centro de Datos Científicos de Integral (IDSC) en Universidad de Ginebra, Suiza.

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