Estrelles de neutrons, ones gravitacionals i el ferro de la sang

Fa tres setmanes comentava que al sistema LIGO de detecció d’ones gravitacionals s’hi havia afegit el detector europeu “Virgo”. Els tres, combinats, havien detectat la quarta onada gravitatòria generada per la fusió de dos forats negres. La gràcia del sistema era que amb tres detectors s’hauria de poder ajustar molt millor la zona on havia tingut lloc el fenomen. En alguns cassos això podria permetre apuntar els telescopis en aquella direcció i analitzar el fenomen amb altres sistemes. Eren candidats evidents al Premi Nobel, i efectivament, els hi van concedir uns dies després.

Doncs allò que se sospitava que podia passar ja ha passat. De fet va tenir lloc fa uns mesos, però fa un parell de dies es va fer l’anunci. El sistema LIGO-Virgo ha detectat una cinquena ona gravitacional, però aquesta vegada generada per la col·lisió i fusió de dues estrelles de neutrons. Amb major sensibilitat es poden detectar fenòmens generats per sistemes menors que els forats negres.

Les estrelles de neutrons són els cossos més massius que coneixem en el sentit que són estrelles. Els forats negres ja són una altra història, més complicada. L’estrella de neutrons és el que queda després de l’explosió d’una supernova, i la seva densitat és tan descomunal, que els electrons dels seus àtoms no poden compensar la tremenda gravetat i queden esclafats, combinant-se amb els protons per generar neutrons. Al final és una esfera compacta de neutrons girant a una velocitat absurdament elevada.

Doncs el dia 17 d’agost, el senyal generat per la fusió de dues estrelles de neutrons va creuar la Terra. Va ser curiós perquè a l’observatori de Hanford van detectar el senyal, però l’alarma no va saltar ja que no es va detectar el mateix a Livingston. Era estrany ja que el senyal era de llibre i corresponia al esperable en cas de col·lisió d’estrelles de neutrons. Aleshores van mirar les dades del segon detector i van veure que s’hi havia afegit un pic que havia fet que el programa el descartés. Excepte aquella interferència, la resta del senyal coincidia amb precisió, de manera que es va considerar que havia de ser una ona gravitacional. I quan va arribar la noticia que 1,3 mil·lisegons després també Virgo havia notat el pas de l’ona, va quedar clar que per primera vegada havien detectat aquest fenomen, previst teòricament, però mai observat.

Encara més. Mentre calculaven els va arribar la notícia que l’observatori fermi havia detectat un feix de raigs gamma 1,4 mil·lisegons després del pas de l’ona gravitacional. Aquests feixos de raigs gamma es coneixien des de fa temps, però es desconeixia el seu origen. Però entre les hipòtesis que hi havia sobre la taula, les fusions d’estrelles de neutrons era una de les possibilitats.

A partir d’aquell moment va tenir lloc una activitat frenètica per tot el món i dotzenes d’observatoris van apuntar en la direcció calculada. Quatre hores i mitja més tard, aquella zona de l’espai estava sent escodrinyada amb tot l’instrumental disponible.

I bingo! El primer va ser l’observatori de “Las Campanas” a Xile. Un nou punt brillant havia aparegut en la direcció d’una galàxia anomenada NGC 4993, per la constel·lació d’Hidra. Un punt de llum que amb el pas dels dies s’ha anat afeblint i que ara es considera una kilonova, això és: les restes de la fusió de les dues estrelles de neutrons. Aprofitant l’avinentesa s’ha pogut avaluar una altra dada important. La llum provinent del fenomen porta la marca dels elements pesants que es donava per fet que es formaven en aquests fenòmens i que ha sortit expel·lida com un núvol d’àtoms pesants al voltant de les estrelles de neutrons. Els àtoms més grans que el ferro ja no es poden formar dins les estrelles normals. Calen coses més energètiques, com aquesta. Ara hem vist que la teoria era correcta.

La propera vegada que us feu sang i us llepeu la ferida, recordeu que el ferro de l’hemoglobina que noteu a la llengua es va formar fa milions d’anys en l’esclat d’una supernova o en la fusió de dues estrelles de neutrons! Aquesta i altres que ens guarda el futur, son les coses que s’aniran descobrint o verificant en la nova era que acaba de començar, la de l’astronomia gravitacional.

3 comentaris

  • Daniel Closa

    18/10/2017 14:37

    Pons: Aquí gastem els diners en coses més cares i d’eficàcia més que dubtosa…

    Vicent: El tinc preparat. Si tot va bé, divendres el penjo.

  • Vicent Bosch i Paús

    18/10/2017 13:37

    Tens algun article que enraones sobre com “apunten” els telescopis?
    Ja que a tanta distància, no serà gaire fàcil.

  • Pons

    18/10/2017 11:49

    Dona gust veure que aquestes joguines tan cares aporten resultats :P