La temperatura de las partículas primordiales observadas en el resplandor radiactivo tras la colisión de dos estrellas de neutrones y el nacimiento de un agujero negro. Esto ha hecho posible, por primera vez, medir las propiedades físicas microscópicas de estos eventos cósmicos. Al mismo tiempo, muestra cómo las observaciones instantáneas realizadas en un momento dado representan algo que se extiende a lo largo del tiempo. El descubrimiento fue realizado por astrónomos del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague y publicado en una revista científica internacional. Astronomía y Astrofísica.
Un nuevo método de observación revela la creación de elementos pesados.
La colisión de dos estrellas de neutrones ha creado el agujero negro más pequeño jamás descubierto. La dramática colisión cósmica resultó, además del nacimiento de un agujero negro, en una bola de fuego que se expandió casi a la velocidad de la luz. En los días siguientes brilló con una luz comparable a la de millones de soles.
Este objeto brillante, también conocido como clonova, brilla debido a la liberación de grandes cantidades de radiación procedente de la desintegración de elementos radiactivos pesados producidos en la explosión.
Al combinar mediciones de la luz de clonova realizadas con telescopios de todo el mundo, un equipo internacional de investigadores dirigido por el Centro Cosmic DAWN del Instituto Niels Bohr ha descubierto la naturaleza misteriosa de la explosión y se ha acercado a una respuesta. Una vieja pregunta astrofísica: ¿de dónde proceden los elementos más pesados que el hierro?
En las observaciones participaron observatorios de todo el mundo.
“Esta explosión astrofísica se desarrolla dramáticamente hora tras hora, por lo que ningún telescopio puede seguir su historia completa. El ángulo de visión del evento de cada telescopio está bloqueado por la rotación de la Tierra.
Pero combinando las mediciones existentes de Australia, Sudáfrica y el Telescopio Espacial Hubble, podemos seguir su desarrollo con gran detalle.
“Demostramos que el conjunto muestra más que la suma de los conjuntos de datos individuales”, afirma Albert Snappen, estudiante de doctorado en el Instituto Niels Bohr y líder del nuevo estudio.
Esta explosión se parece al universo inmediatamente después del Big Bang.
Inmediatamente después de la colisión, la temperatura del material estelar desintegrado es de varios miles de millones de grados. Mil veces más caliente que el núcleo del Sol y la temperatura del universo apenas un segundo después del Big Bang.
El resultado de esta temperatura extrema es que los electrones no están unidos al núcleo atómico, sino que flotan en el llamado plasma ionizado.
Los electrones “bailan” alrededor. Pero en los momentos, minutos, horas y días siguientes, el material de la estrella se enfría, como todo el universo después del Big Bang.
La huella del estroncio es evidencia de la creación de elementos más pesados.
370.000 años después del Big Bang, el universo se había enfriado lo suficiente como para que los electrones se unieran a los núcleos atómicos y formaran los primeros átomos. La luz ahora podía viajar libremente a través del universo porque ya no estaba bloqueada por electrones libres.
Esto significa que la primera luz que podemos ver en la historia del universo es la llamada “radiación de fondo cósmica”, un mosaico de luz que forma el fondo distante del cielo nocturno. Un proceso similar de coalescencia de electrones con núcleos atómicos se puede observar ahora en el material de una estrella en explosión.
Uno de los hallazgos concretos es la observación de elementos pesados como el estroncio y el itrio. Son fáciles de detectar, pero es probable que en la explosión también se crearan muchos otros elementos pesados cuyo origen no estamos seguros.
“Ahora podemos ver el momento en el que los núcleos atómicos y los electrones se unen en el resplandor. Por primera vez vemos la creación de átomos, podemos medir la temperatura de la materia y ver la microfísica en esta remota explosión. Apreciando los tres cósmicos rayos que nos rodean, miramos todo antes, durante y después del nacimiento de los átomos.
El coautor y profesor asistente Kasper Heintz del Instituto Niels Bohr continúa: “La materia se expande tan rápidamente y crece en tamaño tan rápidamente, hasta el punto de que la luz tarda horas en atravesar la explosión. Por eso, al observar sólo la Desde el extremo remoto de la bola de fuego, podemos mirar más atrás en la historia de la explosión.
Los electrones más cercanos a nosotros están ligados al núcleo atómico, pero en el otro lado, en el lado lejano del naciente agujero negro, el “presente” sigue siendo sólo el futuro.
