Primeros documentos sobre The Black Hole-Neutron Star Merger están en. Esto es lo que no vimos


El año pasado, LIGO y Virgo. onda gravitacional detectores con un tipo de colisión completamente nuevo: no dos estrellas de neutrones, no dos agujeros negros, pero un estrella de neutrones y un agujero negro juntos. Los científicos estaban encantados: esta podría ser la primera vez que presenciamos un sistema tan binario.

Ahora, después de examinar la esquina del espacio en el que tuvo lugar la colisión, un equipo internacional de astrónomos ha visto las secuelas, o más bien, la falta de una.

Usando algunos de los instrumentos astronómicos más poderosos del mundo, el Contrapartes ElectromagNetic de fuentes de ondas GRAvitacionales en el Telescopio VEry Large (GRABAR) la colaboración no encontró ni siquiera un breve destello de luz asociado con la colisión. Su investigación está pendiente de revisión por pares, y ha sido publicada en el servidor de preimpresión arXiv.

Ahora, esto no significa que el evento, llamado S190814bv, no tuvo lugar. Ni siquiera significa que no hubo absolutamente ningún destello de radiación electromagnética, lo que se llama la "contraparte electromagnética" de una detección de ondas gravitacionales.

Lo que significa es que los astrónomos tienen un poco más de información: el comienzo de una base de datos que nos ayudará a aprender más sobre estas escurridizas fusiones en el futuro. Y puede permitir que los científicos impongan algunas restricciones tentativas después de un calabozo devorando una estrella de neutrones, si ese fue realmente el evento.

"No identificamos claramente a una contraparte", dijo a ScienceAlert el físico Morgan Fraser del University College Dublin en Irlanda.

"Esto podría significar que tampoco: no había una contraparte (tal vez el agujero negro se tragó la estrella de neutrones entera); había una contraparte pero era demasiado débil para que pudiéramos detectarla; (o) había una contraparte que perdimos (quizás una de los transitorios que vemos en el campo y descartados era, de hecho, lo que estábamos buscando ".

Todavía no está del todo claro cuál fue el evento: el análisis aún se está realizando en los datos de ondas gravitacionales. Pero esos datos sugieren que la colisión fue entre un objeto por debajo de tres veces la masa del Sol y otro más de cinco veces la masa del Sol.

Tanto las estrellas de neutrones como los agujeros negros son los restos ultradensos de las estrellas muertas, pero nunca hemos visto un agujero negro más pequeño que 5 5 masas solares, o una estrella de neutrones más grande que alrededor 2.5 masas solares

Por lo tanto, S190814bv, que tenía una tasa extremadamente baja de falsas alarmas, podría ser esa esquiva colisión binaria de estrella de neutrones con agujero negro. Una contraparte electromagnética cuando el agujero negro separa la estrella de neutrones podría habernos mostrado algo de lo que sabemos relativamente poco: lo que realmente hay dentro de una estrella de neutrones.

Por desgracia, no fue para eventuar. A pesar de que la señal de onda gravitacional S190814bv era fuerte, encontrar este hipotético destello de luz desde tan lejos, alrededor de 800 millones de años luz, no fue una tarea tan simple.

El equipo ENGRAVE no solo devolvió una detección nula, sino que también Pathfinder de matriz de kilómetros cuadrados de Australia, buscando el espectro de radio; el CRECIMIENTO colaboración, búsqueda óptica e infrarrojo cercano; y el Observatorio Astronómico Nacional en Mexico, en busca de radiación gamma.

"(S190814bv está) realmente en el límite superior del rango distante donde podemos esperar detectar emisiones", explicó Fraser.

Y ese no es el único problema: incluso con herramientas más potentes que podrían detectar destellos más débiles, necesitaríamos encontrar una manera de distinguir la contraparte electromagnética de todos los otros transitorios en el mismo rincón del espacio.

"No es solo una cuestión de detectar la contraparte, es cómo sacar esta aguja de un pajar gigante de supernovas de estrellas en explosión, erupciones de los núcleos de galaxias, erupciones en la superficie de las estrellas y más", dijo Fraser a ScienceAlert.

El equipo lo hizo tan a fondo como pudieron, pero aún existe la posibilidad de que el evento fuera demasiado débil, y aún existe la posibilidad de que uno de los eventos transitorios que descartaron fuera en realidad de la fusión.

También es posible que la estrella de neutrones no se triturara hasta después de que ya estuviera dentro del horizonte de eventos del agujero negro, evitando que cualquier luz salga del agujero negro.

E incluso si S190814bv no fuera una estrella de neutrones y un agujero negro, todavía hay algo que aprender. Los astrónomos también buscan con avidez lo que se llama un evento de "brecha de masa", donde uno o ambos cuerpos en colisión se encuentran entre el límite de masa superior de las estrellas de neutrones (2.5 masas solares) y el límite inferior de los agujeros negros (5). masas solares).

Es posible que no podamos saber si lo que se encuentra en esta brecha es un pequeño agujero negro o una estrella de neutrones gruesa a partir de los datos recopilados en S190814bv. Pero el equipo ha demostrado que su colaboración funciona, y están listos y esperando para recolectar la siguiente ronda de observaciones, y la siguiente y la siguiente después de eso.

"Lo que hemos demostrado aquí es que podemos hacer una búsqueda de una fracción significativa de la región asociada con una onda gravitacional a esta distancia, y que podemos poner algunos límites útiles en cualquier contraparte potencial", dijo Fraser.

"Encontrar las contrapartes de ondas gravitacionales Es un desafío inmenso, y en este caso no vimos nada. ¡Pero con lo que hemos aprendido, estamos aún más preparados para el próximo que nos ofrece el Universo! "

La investigación ha sido presentada a Astronomía y astrofísicay está disponible en arXiv.

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