Por primera vez, los cient√≠ficos han logrado observar con telescopios y ‚Äúescuchar‚ÄĚ con ondas gravitacionales un mismo suceso: el choque de dos estrellas de neutrones, de unos veinte kil√≥metros de di√°metro, a 130 millones de a√Īos luz. As√≠ se resume, en una frase, el nuevo descubrimiento.

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Las ondas gravitacionales son una herramienta relativamente nueva para comprender el cosmos, de hecho ganaron el Premio Nobel de F√≠sica este a√Īo.

La mejor manera de entenderlas es imaginarse lanzando una piedra a una fuente: en el lugar donde esta cae aparecen unas ondas apreciables en las superficie del agua. Algo parecido ocurre con las ondas gravitacionales, las explosiones, colisiones u otros eventos violentos del cosmos producen ondulaciones electromagn√©ticas en el espacio-tiempo que se propagan como ‚Äúecos‚ÄĚ y que ahora podemos detectar aunque estemos lej√≠simos.

Su detecci√≥n es importante porque nos da m√°s informaci√≥n acerca de los fen√≥menos explosivos que el universo posee. Si ‚Äúo√≠mos‚ÄĚ las tenues ondas que se propagan podemos entender m√°s acerca de las perturbaciones que las provocaron.

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Siguiendo el s√≠mil de la piedra: por la onda podemos estimar la distancia entre la piedra y la fuente, la masa aproximada que ten√≠a al caer y acotar la zona en la que podr√≠a haber ca√≠do. Por este motivo, por poder observar a las ondas gravitacionales y al mismo tiempo tener se√Īales √≥pticas con los telescopios, han denominado a este hito el inicio de la astronom√≠a multimensajero o multimensaje, y se considera un avance sin precedentes en el campo.

La primera kilonova observada

Esta animación representa fenómenos observados en GW170817. CC/ NASA.

El 17 de agosto de este a√Īo lleg√≥ a la Tierra una ondulaci√≥n nunca vista hasta ahora. Responde al nombre de GW170817, y fue detectada de forma simult√°nea por los observatorios de Advanced LIGO (Estados Unidos) y VIRGO (Italia).

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Secuelas de la explosión. Imagen del telescopio VST de ESO en el Observatorio Paranal, en Chile, galaxia NGC 4993.

No era la ondulación de cualquier estrella (ya hemos visto cuatro antes pero todas eran de agujeros negros en colisión), esta era diferente. Lo que vieron fue el choque de dos estrellas de neutrones. Lo sabían porque las ondulaciones de agujeros negros duran a penas unos segundos. En esta ocasión la onda duró aproximadamente 100 segundos, una barbaridad.

Una estrella de neutrones es lo que queda cuando una estrella supergigante masiva agota su combustible: son aut√©nticos zombis c√≥smicos. Estas estrellas apagadas, sin exagerar, constituyen n√ļcleos at√≥micos inmensos (tienen una masa igual a un par de masas solares contenidas en una esfera de apenas unos kil√≥metros de radio).

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Lo normal habr√≠a sido no verlo; se cree que ocurren entre treinta y quinientas fusiones de estrellas de neutrones en la V√≠a L√°ctea cada mill√≥n de a√Īos, y no es normal poder estar en el momento preciso y lugar correctos dada la inmensidad del cosmos. Los cient√≠ficos tuvieron suerte, chocaron cuando est√°bamos mirando y, adem√°s, a poca distancia de nuestro planeta en comparaci√≥n con el resto de ondas gravitacionales que hab√≠an sido escuchadas antes. Como resultado, durante una fracci√≥n de segundo, brillaron m√°s que una galaxia entera. El fen√≥meno, conocido como kilonova, tampoco se hab√≠a observado nunca hasta ahora.

Entre la onda y la se√Īal √≥ptica, tuvimos tiempo de avisar a todos los telescopios que poseemos. Seg√ļn lo que vimos, los expertos calculan que las estrellas ten√≠an un di√°metro de cerca de 20 kil√≥metros y una masa equivalente a 1,1 o 1,6 soles. Usamos todos los rayos posibles para verlas: de rayos X, ultravioleta, √≥ptico, de infrarrojos, de radio‚Ķ Los expertos describen esto como ‚Äúcombinar los sentidos‚ÄĚ para tener el plano m√°s concreto posible de lo ocurrido.

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La fusi√≥n emiti√≥ un estallido de rayos gamma, lo que dos segundos despu√©s el telescopio espacial Fermi capt√≥. Gracias a todo lo que dirigimos hacia all√°, tenemos ‚Äúm√ļltiples mensajes‚ÄĚ de lo que pas√≥ y ahora contamos con la evidencia m√°s s√≥lida acerca del origen de los estallidos de rayos gamma de corta duraci√≥n. Con el paso de las horas, las semanas e incluso los meses, el evento de fusi√≥n sigui√≥ emitiendo otras formas de radiaci√≥n. Durante todo este tiempo no han informado nada para garantizar que no era un falso positivo y que efectivamente nos encontr√°bamos ante la quinta onda gravitacional.

Animación de los expectros de la kilonova observado por el Very Large Telescope de Chile. Comprende los 12 días después de la explosión inicial el 17 de agosto de 2017.

Un posible origen para elementos ‚Äúpesados‚ÄĚ

As√≠, con estos datos, los astr√≥nomos est√°n intentando hacer medidas para comprender a qu√© velocidad se expande el universo en base a la velocidad con la que se mueven las ondas. Tambi√©n ha permitido establecer una relaci√≥n entre este tipo de eventos y la producci√≥n de elementos qu√≠micos. Parece ser, como ya predijo Einstein, que tras la fusi√≥n se dispersaron especies qu√≠micas a una quinta parte de la velocidad de la luz. Todo apunta a que estas explosiones son las ‚Äúf√°bricas‚ÄĚ de los elementos qu√≠micos pesados que conocemos, como el oro y el platino.

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No se sabe cuándo será la próxima detección de algo así, pero ahora tenemos todos los grandes observatorios, unos 70 en total, incluidos telescopios espaciales, mirando hacia el cielo y tratando de entender a fondo lo que sucedió y todo lo que puede estar por suceder. Además, tenemos las confirmaciones más avanzadas de toda nuestra historia sobre cómo el universo funciona.