Múltiples telescopios registraron la enorme ráfaga de energía que entraba a varias veces la velocidad de la luz debido a su orientación, según un nuevo estudio.
Una intensa ráfaga de energía en el espacio parece estar viajando siete veces más rápido que la velocidad de la luz, una hazaña que se considera físicamente imposible en nuestro universo. Aunque este ritmo rápido es solo una ilusión óptica, según un nuevo estudio, todavía representa una explosión de energía disparada hacia nosotros a casi la velocidad de la luz.
El Telescopio Espacial Hubble capturó vistas increíbles de la ráfaga de energía , que se encendió por una colisión sin precedentes entre dos objetos hiperdensos, llamados estrellas de neutrones, que condujo a uno de los avances más importantes en la historia astronómica en el momento en que fue descubierto en 2017.
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Si bien el avión en realidad no rompió el límite de velocidad cósmica, corrió hasta el borde de este umbral insuperable, alcanzando al menos el 99.97 % de la velocidad de la luz, lo que se traduce en aproximadamente 670 millones de millas por hora. Los científicos dirigidos por Kunal Mooley, astrofísico del Instituto de Tecnología de California, utilizaron el Hubble y otros telescopios para registrar el "movimiento superlumínico" de la ráfaga de energía , es decir, la ilusión alucinante de una velocidad superior a la de la luz.
“Hemos demostrado en este trabajo que la astrometría de precisión con telescopios ópticos e infrarrojos basados en el espacio es un medio excelente para medir los movimientos propios de las ráfagas de energía en las fusiones de estrellas de neutrones”, dijeron Mooley y sus colegas en el estudio. "El telescopio espacial James Webb debería poder realizar astrometría mucho mejor que el Telescopio Espacial Hubble , debido al área de recolección más grande y al tamaño de píxel más pequeño".
El choque entre estas estrellas de neutrones fue tan explosivo que creó ondas en el tejido mismo del espacio-tiempo, conocidas como ondas gravitacionales. A pesar de que la fusión ocurrió a la friolera de 140 millones de años luz de distancia, los científicos aún pudieron detectar estas ondas sutiles cuando atravesaron la Tierra en agosto de 2017.
El evento, llamado onda gravitacional (GW) 170817 después de la fecha en que se descubrió, se ganó rápidamente un lugar trascendental en la historia del espacio. Para empezar, era la primera vez que los científicos identificaban ondas de una fusión entre dos estrellas de neutrones. En ese momento se habían descubierto un puñado de ondas gravitacionales formadas por fusiones entre agujeros negros, pero las colisiones entre estrellas de neutrones seguían siendo esquivas.
La naturaleza de los objetos es importante porque las fusiones de agujeros negros no producen luz visible y solo pueden detectarse a través del novedoso proceso de la astronomía de ondas gravitacionales. Por el contrario, las colisiones entre estrellas de neutrones, que son objetos compactos en movimiento formados por la muerte explosiva de estrellas grandes, producen explosiones luminosas de radiación.
La posibilidad de capturar dos señales diferentes del mismo evento, en este caso con ondas gravitacionales y una señal de luz, puede producir una gran cantidad de conocimientos que son imposibles de discernir con una sola técnica de observación.
Por esta razón, los científicos se apresuraron a apuntar tantos telescopios como fuera posible al lugar del cielo donde se originó GW170817 para buscar la explosión radiante de las fusiones, incluidos las ráfagas de energía que estos eventos disparan al espacio. Efectivamente, las brillantes secuelas de la colisión fueron detectadas por docenas de telescopios, que siguieron la erupción mientras se desvanecía. El logro marcó un gran avance en el campo de la astronomía de múltiples mensajes, que describe la observación de múltiples tipos de señales del mismo evento.
Ahora, cinco años después, Mooley y sus colegas han agregado más detalles a este mosaico astronómico con observaciones del Hubble, así como del observatorio Gaia de la Agencia Espacial Europea y varios conjuntos de radio en la Tierra relacionados con el campo de la interferometría de línea de base muy larga. El equipo pudo ver la ráfaga de energía atravesando una masa de material que había sido lanzada al espacio por la fusión, lo que aceleró la masa a altas velocidades.
Al medir el movimiento de la mancha, los investigadores pudieron demostrar que la ráfaga de energía parece estar superando siete veces la velocidad de la luz. Hasta donde sabemos, nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz, excepto la expansión del propio universo. El efecto ilusorio del movimiento superlumínico proviene de la velocidad ultrarrelativista de la ráfaga de energía, que viaja un poco más lento que la luz que emite.
La materia en la ráfaga de energía apenas arrastra sus partículas de luz luminosa, conocidas como fotones, desde nuestra perspectiva en la Tierra. Debido a este efecto, los fotones que emite la ráfaga de energía en las primeras fases de su erupción pueden terminar llegando a la Tierra casi al mismo tiempo que los fotones emitidos en etapas posteriores, porque la ráfaga de energía sigue más o menos el ritmo de su propia salida de luz. Este fenómeno alucinante hace que parezca que la ráfaga de energía se mueve más rápido que la velocidad de la luz, un resultado que destrozaría nuestra comprensión de la física, cuando en realidad la ráfaga de energía simplemente se mueve cerca de la velocidad de la luz, un resultado que todavía es bastante malo y alucinante.
Con este nuevo estudio, Mooley y sus colegas han presentado una hoja de ruta para descubrir características similares en futuras uniones de estrellas de neutrones. Estos esfuerzos podrían desentrañar algunos de los misterios de estos eventos explosivos, como el vínculo potencial entre las fusiones de estrellas de neutrones y los destellos altamente luminosos conocidos como estallidos cortos de rayos gamma.
"Nuestro estudio representa, hasta donde sabemos, la primera restricción de movimiento propio en el factor de Lorentz", que es una medida especial de objetos en movimiento, "de una ráfaga de rayos gamma que indica un movimiento ultrarrelativista".
“La combinación de astrometría óptica y mediciones de radio VLBI (con las instalaciones de observación actuales) puede ser aún más poderosa y podría generar fuertes restricciones en los ángulos de visión de las fusiones de estrellas de neutrones ubicadas a una distancia de hasta 150 megaparsecs”, equivalente a casi 500 millones. años luz, "siempre que tengan ángulos de inclinación favorables y se produzcan en entornos relativamente densos en comparación con GW170817", concluyó el equipo
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