Divulgación ¿¿Detectadas las primeras ondas gravitacionales procedentes de la fusión de 2 estrellas de neutrones??

[Alriga]

ATENCION AL RUMOR:

LIGO podría haber detectado una fuente de ondas gravitacionales con contrapartida óptica en la galaxia NGC 4993 a 130 millones de años luz en la constelación de Hydra. Los rumores dicen que en esta ocasión podría tratarse de la “danza de la muerte” de 2 estrellas de neutrones acercándose en espiral una a otra. Estas ondas gravitacionales provendrían pues de una fuente diferente a las de las tres observaciones anteriores, que eran fusiones de agujeros negros a miles de millones de años luz de distancia.

El origen del rumor es un tuit del astrónomo J. Craig Wheeler de la Universidad de Texas (Austin): New LIGO. Source with optical counterpart. Blow your sox off! Noticias de LIGO. Fuente con contrapartida óptica. Nos va a asombrar.

Según leo en NATURE “… la última noche el telescopio espacial Hubble enfocó a la unión de una estrella de neutrones binaria en esa galaxia. La imagen accesible al público de esa unión fue borrada más tarde. Si LIGO y VIRGO realmente han captado las ondas gravitacionales de estrellas de neutrones en colisión, ello podría explicar por qué el colaborador Andy Howell reflexionaba a principios de la semana: Esta noche es una de esas noches en las que contemplar observaciones astronómicas es mejor que cualquier historia que cualquier ser humano haya contado …"

La presente campaña de observaciones de LIGO finaliza precisamente hoy, 25 de Agosto. Ahora empieza el análisis de datos. Permanezcamos atentos a tan emocionantes noticias para la Física.

Fuentes: NATURE: Rumours swell over new kind of gravitational-wave sighting

NEW SCIENTIST: Exclusive: We may have detected a new kind of gravitational wave

Saludos.

[Weip]

Re: ¿¿Detectadas las primeras ondas gravitacionales procedentes de la fusión de 2 estrellas de neutrones??

En La Ciencia de la Mula Francis hay una entrada hablando del tema, dejo el link aquí.

[Alriga]

Re: ¿¿Detectadas las primeras ondas gravitacionales procedentes de la fusión de 2 estrellas de neutrones??

Gracias Weip. El post de Francis es meramente informativo, (como no podía ser de otra forma hasta que no se publique información científica “de verdad”)

Dice Francis: “…en la galaxia NGC 4993 se habría observado la fusión de dos estrellas de neutrones. LIGO-Virgo habría observado la onda gravitacional y varios telescopios estarían observando señales ópticas. Si se confirmase el rumor sería el nacimiento de la Astronomía Multimensajero con Ondas Gravitacionales, un hito histórico…”

Sobre la potencial importancia de la Astronomía multimensajero, hay posts en LWdF aquí: http://forum.lawebdefisica.com/threa...060#post177060 y aquí: http://forum.lawebdefisica.com/threa...777#post159777

Francis no lo comenta, pero según tengo entendido, las simulaciones dicen que la fusión de 2 estrellas de neutrones podrían dar origen a una Kilonova. La Kilonova más conocida observada hasta ahora es GRB 130603B

Por otro lado también se especula que los misteriosos Fast radio bursts (FRB) podrían estar originados por fusiones de estrellas de neutrones.

Dejo volar mi imaginación y sueño con que unos pocos eventos observados en ondas gravitacionales, rayos X-gamma y espectro óptico, diesen con la solución de todo este variado conjunto de enigmas

Pero de momento no hay nada oficial, así que paciencia y a esperar

Saludos.

[Alriga]

Re: ¿¿Detectadas las primeras ondas gravitacionales procedentes de la fusión de 2 estrellas de neutrones??

ATENCION A LA PRIMICIA en La web de Física. (No aparece todavía en los medios de comunicación)

La colaboración LIGO acaba de publicar lo siguiente:

Científicos discutirán nuevos desarrollos en astronomía de ondas gravitacionales

Científicos que representan a LIGO, Virgo y unos 70 observatorios revelarán nuevos detalles y descubrimientos realizados en la búsqueda continua de las ondas gravitacionales.

Se invita a los periodistas a unirse a la Fundación Nacional de la Ciencia, ya que reúne a científicos de las colaboraciones de LIGO y Virgo, así como a representantes de unos 70 observatorios, el lunes 16 de octubre a las 10:00 a. m. EDT en el National Press Club en Washington, D. C.

La reunión comenzará con una visión general de los nuevos hallazgos de LIGO, Virgo y los socios que se extienden por el mundo, seguido de detalles de telescopios que trabajan con LIGO y Virgo Collaboration para estudiar eventos extremos en el cosmos.

La primera detección de las ondas gravitacionales, realizada el 14 de septiembre de 2015 y anunciada el 11 de febrero de 2016, fue un hito en la física y la astronomía; confirmó una importante predicción de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein de 1915, y marcó el inicio del nuevo campo de la astronomía gravitatoria. Desde entonces, ha habido tres detecciones confirmadas más, una de las cuales (y la más reciente anunciada) fue la primera detección confirmada vista conjuntamente por los detectores LIGO y Virgo.

La conferencia será pues, el Lunes, 16 de octubre de 2017 a las 10:00 AM EDT de los Estados Unidos: Scientists to discuss new developments in gravitational-wave astronomy

ACTUALIZADO: El mismo día a la misma hora, el European Southern Observatory (ESO) anuncia una, (literal), "Conferencia de Prensa en Sede Central de ESO para anunciar descubrimiento sin precedentes"

"El 16 de octubre a las 16:00 horas CEST, ESO realizará una conferencia de prensa en su sede central, en Garching, Alemania, para presentar revolucionarias observaciones de un fenómeno astronómico nunca antes visto"

¿Anunciarán la detección "multimensajero" de la fusión de 2 estrellas de neutrones en la galaxia NGC 4993 como explicábamos en el post #1?. Estaremos atentos, saludos.

[Penrose]

Re: ¿¿Detectadas las primeras ondas gravitacionales procedentes de la fusión de 2 estrellas de neutrones??

Muchas gracias por informarnos, Alriga
Estaremos atentos y cruzando los dedos

[Alriga]

Re: ¿¿Detectadas las primeras ondas gravitacionales procedentes de la fusión de 2 estrellas de neutrones??

Atención a los compañeros de La web de Física que viven cerca de Madrid: También el lunes 16 a las 15:30 horas habrá conferencia de prensa sobre este descubrimiento en español en el Ministerio de Economía, Paseo de la Castellana, 162 (1a planta) Sala F.

Expondrá la doctora Alicia Sintes, responsable del equipo LIGO en España y un grupo de astrofísicos de varios observatorios españoles, los detalles aquí: Presentación del estado de la investigación sobre ondas gravitacionales

Si alguien de LwdF va, que nos lo explique después

Saludos.

[Julián]

Re: ¿¿Detectadas las primeras ondas gravitacionales procedentes de la fusión de 2 estrellas de neutrones??

Debo preguntar, antes de comenzar la conferencia y con mi poco conocimiento de astronomía ¿qué avance traería la detección de las ondas gravitacionales procedentes de la colisión de 2 estrellas de neutrones siendo que ya se ha detectado con colisión de agujeros negros como fuente? Y pregunto esto debido que intuyo que la amplitud de la señal es de mucho menor magnitud que la de agujeros negros como fuente y eso implica mayor precisión en la instrumentación. Otro aspecto supongo sería que es posible observar las estrellas de neutrones a través de la radiación electromagnética (pulsos) por lo que tendríamos 2 tipos de señales como información.

[Lorentz]

Re: ¿¿Detectadas las primeras ondas gravitacionales procedentes de la fusión de 2 estrellas de neutrones??

Alriga lo mencionó en anteriores posts:

Dice Francis: “…en la galaxia NGC 4993 se habría observado la fusión de dos estrellas de neutrones. LIGO-Virgo habría observado la onda gravitacional y varios telescopios estarían observando señales ópticas. Si se confirmase el rumor sería el nacimiento de la Astronomía Multimensajero con Ondas Gravitacionales, un hito histórico…”

Sobre la potencial importancia de la Astronomía multimensajero, hay posts en LWdF aquí: http://forum.lawebdefisica.com/threa...060#post177060 y aquí: http://forum.lawebdefisica.com/threa...777#post159777

Francis no lo comenta, pero según tengo entendido, las simulaciones dicen que la fusión de 2 estrellas de neutrones podrían dar origen a una Kilonova. La Kilonova más conocida observada hasta ahora es GRB 130603B

Por otro lado también se especula que los misteriosos Fast radio bursts (FRB) podrían estar originados por fusiones de estrellas de neutrones.

Sería obtener información de un mismo fenómeno a través de dos fuerzas fundamentales distintas según creo.

Un saludo.

[Julián]

Re: ¿¿Detectadas las primeras ondas gravitacionales procedentes de la fusión de 2 estrellas de neutrones??

Claro, sin la radiación EM pulsante no se podría determinar que la fuente sea una estrella de neutrones.

[Alriga]

Re: Detectadas las primeras ondas gravitacionales procedentes de la fusión de 2 estrellas de neutrones

LIGO-VIRGO acaba de publicar ¡también en español! El amanecer de la astrofísica de multi-mensajeros: observación de la fusión de un sistema binario de estrellas de neutrones

ESO acaba de publicar: Telescopios de ESO observan la primera luz de una fuente de ondas gravitacionales

El documento científico que se publica en PHYSICAL REVIEW LETTERS: GW170817: Observation of Gravitational Waves from a Binary Neutron Star Inspiral

El resumen con los datos numéricos más relevantes está en: GW170817 FACTSHEET

Saludos.

[Julián]

Re: ¿¿Detectadas las primeras ondas gravitacionales procedentes de la fusión de 2 estrellas de neutrones??

Con respecto al delay entre el pulso electromagnético y el pulso de la señal gravitacional ¿a qué se debe? es una característica de la fusión? Pregunto debido a que como las señales son de diferente naturaleza, cada una interacciona con el medio de una manera diferente. Y tenemos pues la materia oscura que por lo que sabemos interacciona con la gravedad y si bien, al no interaccionar electromagnéticamente, no produciría rozamiento, si puede producir un delay en la señal gravitacional ya que tendría masa y eso implicaría un delay en la respuesta. De la misma manera que la señal electromagnética es desfasada en un medio con conductividad. Habiendo pues una señal reflejada y una transmitida ¿y para la gravedad?

Pues veo que el delay fue el de la señal EM.

[Alriga]

Re: Detectadas las primeras ondas gravitacionales procedentes de la fusión de 2 estrellas de neutrones

Qué interesante, veo que también han usado la fusión de las 2 estrellas de neutrones GW170817 para medir la constante de Hubble:

... Our measurement combines the distance to the source inferred purely from the gravitational-wave signal with the recession velocity inferred from measurements of the redshift using electromagnetic data. This approach does not require any form of cosmic “distance ladder” ...

La pena es que la precisión de la medida es bastante baja, han obtenido $H_0=70.0_{-8.0}^{+12.0}$ (km/s)/Mpc, compatible con los valores actualmente aceptados.

A gravitational-wave standard siren measurement of the Hubble constant

... Con respecto al delay entre el pulso electromagnético y el pulso de la señal gravitacional ¿a qué se debe? ...

Las ondas gravitacionales OG las emiten masas aceleradas, por lo tanto su intensidad va aumentando conforme las dos estrellas se acercan y giran en torno al centro de masa común más y más deprisa. En ese tiempo de emisión de OG, no tiene en principio porqué haber emisión electromagnética. En el momento de la fusión de las dos estrellas cesa la aceleración de masas y por lo tanto la emisión de OG, pero es entonces cuando se produce la explosión electromagnética de tipo Kilonova
Mira a partir del minuto 1:12 del vídeo del post #10 y también en esta simulación por ordenador:

Y este otro vídeo

Saludos.

[zhazzu]

Re: ¿¿Detectadas las primeras ondas gravitacionales procedentes de la fusión de 2 estrellas de neutrones??

Yo tenia algunas dudas sobre el evento (como por ejemplo, ¿Cual es el resultado de la fusión de las 2 estrellas de neutrones? entre otras dudas...) pero despues de ver la siguiente entrada del fantastico blog de Francis Villatoro (''La ciencia de la Mula Francis'') todo me quedó un poco mas claro:

http://francis.naukas.com/2017/10/16/gw170817-la-fusion-de-dos-estrellas-de-neutrones/

[Alriga]

Re: Detectadas las primeras ondas gravitacionales procedentes de la fusión de 2 estrellas de neutrones

Este es el cronograma de la detección multimensajero de la Kilonova AT2017gfo. La primera señal que llega a la Tierra es la onda gravitacional GW170817 generada por el acercamiento en espiral de las dos estrellas de neutrones antes de la fusión, dos segundos después el Telescopio Espacial Fermi detecta el estallido de rayos gamma GRB 170817 A al fusionarse las dos estrellas y a continuación en horas y días siguientes el resto de instrumentos van detectando señales: rayos X, ultravioleta, visible, infrarrojo y radiofrecuencia.

Aunque lo primero que se produce y llega a la Tierra son las ondas gravitacionales, su identificación mediante el software de los LIGO no es instantánea y es realmente Fermi quien dispara la primera alarma. Fermi avisa a LIGO del estallido GRB170817A, LIGO analiza sus datos y comprueba que hay un candidato a una onda gravitacional recibido 2 segundos antes de recibirse el estallido de rayos gamma. En esta comprobación se tarda unos 6 minutos.

A continuación, con las señales de los 2 LIGO más la de VIRGO triangulan la posición en el cielo de la fuente en un área de tan solo 28º cuadrados ubicada en el hemisferio austral y emiten una alerta mundial para que los distintos observatorios, cada uno en su propio espectro intenten observar las contrapartidas. Sin VIRGO el área a explorar hubiese sido tan grande que posiblemente no se hubiesen podido identificar las contrapartidas ópticas.

La fusión de las dos estrellas de neutrones tuvo lugar a las 12:41 GMT que corresponde a las 8:41 en Chile. La alerta se recibió en Chile antes del mediodía y hubo que esperar pacientemente la puesta de Sol. Al caer la noche los telescopios chilenos empezaron a explorar la zona. En particular la Dark Energy Camera (DEC) del Telescopio Víctor M. Blanco (4.2 m) en Cerro Tololo es muy adecuada (2.2º de campo) para barrer rápidamente zonas bastante amplias del cielo. Tan solo 45 minutos después de iniciar el barrido la DEC identificaba una estrella nueva de magnitud 17 en la galaxia NGC 4993 a 130 millones de años luz en la constelación de Hydra: la fuente de GW170817 y de GRB170817A había sido identificada. Prácticamente dentro de la misma hora, al menos otros 5 telescopios ópticos (3 más en Chile, 1 en Argentina y 1 en California) obtenían también de forma independiente fotografías de la estrella nueva.

No se sabe si el resultado final de la fusión ha generado una estrella de neutrones muy masiva o un agujero negro, y no sé si posteriores análisis de datos permitirán descubrirlo, o no lo sabremos nunca.

Hoy aparecen nuevos e interesantes posts en español con explicaciones, adjunto algunos:

Primera detección de la contrapartida electromagnética de un evento de ondas gravitacionales

GW170817: Un evento extraordinario!

El brillo de las ondas gravitacionales creadas al chocar dos estrellas de neutrones, las kilonovas y el origen del oro de la Tierra

Saludos.

[Alriga]

¿Cuál es la masa máxima de una estrella de neutrones?

No puede haber enanas blancas de masa mayor de 1.44 masas solares: a partir de esa masa la presión de degeneración electrónica del principio de exclusión de Pauli es incapaz de soportar el peso de la estrella y ésta colapsa en una estrella de neutrones. Esa masa se conoce como Límite de Chandrasekhar. Este valor fue calculado en 1930 por el astrofísico indio Subrahmanyan Chandrasekhar cuando tenía sólo 19 años, (en rigor ese es el límite para una enana blanca sin rotación, si la estrella rota, la masa de la enana blanca puede ser algo mayor)

La siguiente pregunta es ¿cuál es la masa máxima para que una estrella de neutrones no colapse en un agujero negro? a esa masa se le llama Límite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff El problema es que el cálculo teórico de ese límite tiene incertidumbres mucho mayores que el límite de Chandrasekhar, debido a que las ecuaciones de estado para materia extremadamente densa no son bien conocidas, y el valor del límite no se ha podido precisar, pues los cálculos teóricos sólo conducen a que está situado entre 1.5 y 3 masas solares.

Pues bien, el estudio detallado del evento onda gravitacional GW170817 ha conducido a la publicación de 4 estudios de lo que hasta ahora es el mejor valor teórico de ese límite para estrellas de neutrones no rotantes:

* Using gravitational-wave observations and quasi-universal relations to constrain the maximum mass of neutron stars da un valor entre 1.97 y 2.19 masas solares.

* GW170817, General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations, and the Neutron Star Maximum Mass da un valor para el límite de 2.16 masas solares

* Constraining the Maximum Mass of Neutron Stars From Multi-Messenger Observations of GW170817 da un valor de 2.17 MS

* GW170817: Modeling based on numerical relativity and its implications da un valor entre 2.15 y 2.25 MS

El avance me parece notable, hemos pasado de tener un intervalo tan ancho como 1.5 - 3 MS ($\Delta =1.5 \ M_{\sun}$) a tener uno más estrecho de 1.97 - 2.25 Masas Solares ($\Delta =0.28 \ M_{\sun}$) para la masa máxima de estrellas de neutrones sin rotación.

...No se sabe si el resultado final de la fusión ha generado una estrella de neutrones muy masiva o un agujero negro, y no sé si posteriores análisis de datos permitirán descubrirlo, o no lo sabremos nunca...

Como la masa final de la fusión fue de al menos 2.7 masas solares, los 4 estudios conducen a que el resultado final de la fusión GW170817 ha tenido que ser un agujero negro.

Saludos.